壳聚糖/海藻酸钠复合凝胶对Cu~(2+)的吸附性能研究

采用乳化交联法,以戊二醛为交联剂,制备壳聚糖(CTS)/海藻酸钠(SA)复合凝胶,研究其对铜离子(Cu~(2+))的吸附性能,并采用FT-IR对其结构进行表征。进一步研究了复合凝胶对Cu~(2+)的等温吸附平衡曲线及动力学吸附行为。结果表明:CTS/SA复合凝胶对Cu~(2+)的吸附率最高可达99.06%,吸附过程遵循Freundlich等温吸附模型,吸附过程动力学符合拟二级动力学方程。复合凝胶可再生使用,再生5次后,吸附率仍高于95%。     

二硫化碳改性松针对Cu~(2+)的吸附性能研究

利用二硫化碳(CS2)改性松针作为新型生物材料,对溶液中Cu~(2+)进行吸附去除。结果表明:当pH=7、吸附剂剂量为0.4g、反应时间为60min时,该材料对100mL 50mg/L含铜废水的去除率达94.7%;伪二级动力学方程能较好地拟合该材料对Cu~(2+)的吸附动力学过程,揭示了其吸附主要是离子交换吸附;Langmuir方程能较好地拟合该材料对Cu~(2+)的等温吸附过程,表明其吸附主要是单分子层吸附。     

碳纳米管透水混凝土的重金属离子吸附性能

利用多壁碳纳米管(MWCNTs),制备了MWCNTs透水混凝土材料,研究了其对水溶液中二价重金属离子Pb~(2+)、Cd~(2+)以及Cu~(2+)的吸附性能。重金属离子溶液初始浓度为100,400,700及1 000 mg/L,吸附时间为1,2,6,12,24,48及72 h。测试了MWCNTs透水混凝土对Pb~(2+)、Cd~(2+)以及Cu~(2+)吸附量与吸附时间的关系,分析了重金属离子溶液初始浓度对Pb~(2+)、Cd~(2+)以及Cu~(2+)平衡吸附量的影响。研究发现,MWCNTs透水混凝土对Pb~(2+)、Cd~(2+)以及Cu~(2+)离子的吸附量在24 h后达到吸附平衡;随着重金属离子溶液初始浓度的增大,MWCNTs透水混凝土对Pb~(2+)、Cd~(2+)以及Cu~(2+)离子的平衡吸附量明显提高;MWCNTs透水混凝土对重金属离子的吸附能力大小顺序为Pb~(2+)Cd~(2+)Cu~(2+)。MWCNTs透水混凝土对重金属离子的吸附等温线与Freundlich模型符合较好,可以采用Freundlich模型描述MWCNTs透水混凝土对重金属离子的吸附等温线。     

纤维素/二氧化钛复合纳米纤维膜的制备及对Cu~(2+)吸附性能

采用静电纺丝技术与水解后处理的方法相结合,制备了纤维素/TiO_2复合纳米纤维膜。通过扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、接触角及力学性能测试对复合纳米纤维膜进行了表征。结果表明,复合纳米纤维膜表面光滑,纤维呈三维杂乱排列;加入TiO_2后,纳米纤维的平均直径略有下降,纤维素的结晶度减小,断裂强度降低;但亲水性大幅提升。Cu~(2+)吸附试验结果表明,溶液pH、Cu~(2+)初始浓度和吸附时间是影响吸附效果的重要因素,Cu~(2+)的最大平衡吸附量可达66.54mg/g。Cu~(2+)在纤维素/TiO_2复合纳米纤维膜上的等温吸附规律可以用Langmuir和Freundlich吸附等温模型进行描述,从相关系数来看,纤维素/TiO_2复合纳米纤维对Cu~(2+)的吸附行为用Freundlich模型描述更为合理。     

Fe-MCM-41/CA共混膜的制备及其吸附NOR性能研究

采用水热合成法制备Fe-MCM-41介孔分子筛。以Fe-MCM-41和醋酸纤维素(CA)为原料,采用浸没相转化法制备Fe-MCM-41/CA共混膜,用以吸附去除溶液中的诺氟沙星(NOR)。SEM、FTIR和机械性能表征证实了Fe-MCM-41成功共混入膜中,且膜的综合性能得到改善.考察pH、离子强度和温度对共混膜吸附NOR的影响,并探讨了吸附动力学和热力学.结果表明:中性条件有利于Fe-MCM-41/CA膜对NOR的吸附;Na~+和Ca~(2+)均能抑制吸附过程的进行,且Ca~(2+)抑制作用更为明显;NOR吸附过程符合准二级吸附动力学模型和Freundlich吸附等温方程;升高温度有利于Fe-MCM-41/CA膜对NOR的吸附.吸附过程存在静电,氢键,表面络合等作用力.吸附/脱附实验表明共混膜具有良好的再生性能.     

改性柚皮对水中Cu~(2+)的吸附性能研究

通过异丙醇对柚皮进行改性,用于吸附水中的铜离子。考察吸附时间、pH、改性柚皮用量等因素对吸附效果的影响。结果表明:当pH=6,改性柚皮粉用量8g/L,吸附时间50min时,Cu~(2+)的去除率达90%以上。等温吸附规律可用Langmuir和Freundlich方程较好地描述,吸附热力学表明改性柚皮对水中Cu~(2+)的吸附是自发进行的吸热过程,改性柚皮对水中Cu~(2+)的吸附能较好地符合准二级动力学模型。     

响应面法优化木质素基选择性吸附树脂的皂化条件

采用响应面法研究了膨润土/木质素磺酸钠接枝丙烯酰胺选择性吸附树脂(BLPAM)的皂化实验。以氢氧化钠溶液浓度、皂化温度、皂化时间为影响因素,以Pb~(2+)吸附量、Cu~(2+)吸附量、Pb~(2+)对Cu~(2+)的选择性吸附系数、Pb~(2+)去除率、Cu~(2+)去除率为响应值建立Box-Behnken数学模型,通过响应面分析得到针对各响应值的主次因素和优化皂化条件。采用组合赋权法确定各响应值的权重,获得最终的优化皂化条件。结果表明,BLPAM的优化皂化条件为:氢氧化钠溶液浓度1.45mol/L、皂化温度98℃、皂化时间2.90h,所得皂化BLPAM树脂在二元Pb~(2+)/Cu~(2+)溶液中对Pb~(2+)吸附量为1.772mmol/g,Cu~(2+)吸附量为1.719mmol/g,Pb~(2+)对Cu~(2+)的选择性吸附系数为1.604,Pb~(2+)去除率为96.062%,Cu~(2+)去除率为93.864%。     

膨化稻壳对Cu~(2+)-Pb~(2+)二元离子溶液体系的吸附行为研究

以稻壳(RRH)为原料,通过膨化改性制得吸附材料。对比膨化稻壳(ERH)与其他常用吸附剂如椰壳活性炭、硅藻土、皂土和离子交换树脂等吸附剂的吸附性能,研究其对Cu~(2+)-Pb~(2+)二元重金属离子的吸附特性。结果表明,与未改性RRH相比,经膨化改性后的稻壳表面结构疏松、层层多变、结构粗糙。在Cu~(2+)-Pb~(2+)二元体系中,ERH吸附Cu~(2+)和Pb~(2+)的最大吸附容量分别为7.13mg/g和10.6mg/g。同时,ERH对于Pb~(2+)的吸附能力大于Cu~(2+)的吸附能力,具有一定选择性,而离子交换树脂和皂土吸附容量都较高,对Cu~(2+)-Pb~(2+)二元金属离子吸附选择性不明显。通过拟合分析,ERH吸附过程均符合准二级动力学方程和Langmuir单分子层吸附模型。     

5种改性淀粉吸附Cu~(2+)性能及动力学研究

具有一定功能基团的改性淀粉可提高对重金属离子的吸附能力,分别以阳离子淀粉、磷酸酯淀粉、磷酸酯双淀粉、氧化淀粉和尿素淀粉5种改性淀粉为吸附剂,以紫外分光光度法测量吸附后的Cu~(2+)质量浓度,考察了改性淀粉对Cu~(2+)的吸附动力学,并对比了不同改性淀粉的吸附效果。结果表明,在改性淀粉用量为0.1g、铜离子初始浓度为2g/L、溶液体积为100mL的条件下饱和吸附,其中磷酸酯淀粉吸附量最大,达50.7mg/g。吸附动力学研究表明5种改性淀粉的吸附等温数据均符合Freundlich模型。阳离子淀粉吸附数据符合准二级动力学模型,其余4种改性淀粉吸附数据更符合准一级动力学模型。     

QCS/TBT有机/无机杂化膜对Cr(Ⅵ)的吸附动力学和热力学

以季铵化壳聚糖(QCS)为主体膜材料,钛酸正丁酯(TBT)为无机前躯体通过溶胶-凝胶法制备了吸附除Cr(VI)吸附杂化膜,考察了该杂化膜对Cr(VI)的吸附效果,并对吸附过程进行了动力学、热力学的数学拟合。结果表明:Cr(VI)的最佳吸附条件是pH=3,吸附时间为3.5h,吸附动力学行为符合二级动力学速率方程模型;热力学吸附过程符合Freundlich等温方程,焓变△H、熵变△S和吉布斯自由能△G的计算结果表明:杂化膜对Cr(VI)的吸附是自发的吸热过程。     

阳离子改性的有机复合膨润土吸附材料的制备、表征及吸附性能研究

用十六烷基三甲基氯化铵(1631)、十八烷基三甲基氯化铵(1831)阳离子表面活性剂分别与四乙烯五胺(TEPA)、二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC)复合改性哈密膨润土,制得系列改性膨润土吸附材料。FT-IR、XRD和TGDTA等表征结果表明,改性及有机复合改性膨润土的层间距显著增大。以新疆新鑫冶炼厂实际废水为吸附研究对象,研究发现,当改性膨润土投加量为25g/L、pH为9.0、吸附时间为60min时,有机改性膨润土对冶炼废水中Cu~(2+)、Ni~(2+)的去除率可达78%左右,而有机复合改性膨润土对废水中Cu~(2+)、Ni~(2+)的去除率最高可达95%以上,若吸附条件控制得当,经有机复合改性膨润土处理后的冶炼废水,其Cu~(2+)、Ni~(2+)的含量可达到国家排放标准。     

铁锰铈-PA6基静电纺吸附剂的制备及其对水中铅和铬的吸附性能

将铁锰铈(Fe-Mn-Ce)负载于PA6静电纺丝上制备抗团聚性强、吸附效果好且易分离回收的新型吸附剂Fe-Mn-Ce-PA6。扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析均显示Fe-Mn-Ce颗粒已成功负载到PA6静电纺丝上。吸附实验研究结果表明,Fe-Mn-Ce含量为25%时制备的吸附剂对水中Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)具有良好的吸附效果,且其在Pb(Ⅱ)初始浓度为10mg/L,吸附剂投加量为0.2g/L,pH为6的条件下对Pb(Ⅱ)的去除率为98%;在Cr(Ⅵ)初始浓度为20mg/L,吸附剂投加量为0.2g/L,pH为6的条件下对Cr(Ⅵ)的去除率为98.5%。该吸附剂对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附等温模型均符合Freundlich模型,而吸附动力学行为分别符合准一级动力学模型和准二级动力学模型。循环再生实验表明,该吸附剂经五次循环后对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)依然可以保持良好的去除率。     

有机/无机杂化膜的制备及其吸附脱除水溶液中的Cr(Ⅵ)

以正硅酸乙酯(TEOS)为无机前驱体,季铵化聚乙烯醇(QPVA)为有机基质,采用溶胶-凝胶法制备QPVA/TEOS有机/无机杂化膜,并将其作为吸附材料用于脱除水溶液中的Cr(Ⅵ)离子。结果表明,具有较好吸附效果的膜为TEOS质量分数为15%的有机/无机杂化膜。在Cr(Ⅵ)离子初始浓度为90mg/L的条件下,复合膜的最优吸附工作条件为吸附时间为100min,pH=3。此时计算得到的最佳吸附容量为20mg/g。动力学研究表明,实验数据符合拟二级吸附动力学模型,等温吸附遵循Freundlich曲线。热力学数据表明,该吸附反应为吸热的自发过程。     

改性玉米秸秆吸附Cu~(2+)的研究

研究了用磷酸改性的玉米秸秆吸附水溶液中Cu~(2+)的性能,考察了pH、温度、吸附时间、Cu~(2+)初始质量浓度和吸附剂用量对改性玉米秸秆吸附水溶液中Cu~(2+)性能的影响。结果表明:在实验条件下,改性玉米秸秆对Cu~(2+)的吸附率随改性玉米秸秆用量、吸附时间、溶液pH和温度增加而增大,随Cu~(2+)初始质量浓度的增大而降低,其对Cu~(2+)的吸附率可达78.3%。说明改性玉米秸秆对水溶液中Cu~(2+)具有良好的吸附能力。吸附过程的动力学模型拟合结果表明,改性玉米秸秆吸附Cu~(2+)的过程更符合准二级动力学模型。     

红薯淀粉基微球的制备及其对污水中Cu~(2+)的去除研究

以红薯粉为原料、Span 60与Tween 60为乳化剂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)为交联剂,采用反相乳化交联法制备淀粉微球,用红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)及比表面积和孔径分析仪对其进行表征和分析,并对模拟Cu~(2+)污水进行吸附测试,探寻最佳吸附条件,并将最优吸附条件应用于西安汉城湖水样的Cu~(2+)吸附测试。研究发现,制备的红薯淀粉微球的结构良好,且当淀粉微球投入浓度为0.12 g·m L-1、吸附时间为45 min时,吸附效果最佳;汉城湖水样测试显示,Cu~(2+)去除率达到82.45%。     

SBA-15负载钼磷酸铵材料的原位合成及其对Cs+的吸附性能研究

采用原位水热合成法制备了钼磷酸铵/分子筛复合材料(AMP/SBA-15),通过红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜和N2吸附等手段对材料进行了表征,并考察了AMP/SBA-15对水溶液中Cs+的吸附性能。结果表明,Keg-gin结构的AMP可较好地负载于SBA-15中,并在吸附实验中保持完整的结构。该材料对Cs+的平衡吸附时间为3d,平衡吸附量为54.3248mg/g;Cs+最大脱附率为72%,脱附后材料的比表面积和孔容可基本复原;吸附动力学符合准二阶动力学模型,吸附等温线符合Freundlich模型。     

氧化石墨烯/壳聚糖复合材料的制备及其吸附铜离子应用研究

首先以石墨粉为原材料,通过Hummers方法合成了氧化石墨烯(GO);将GO溶胶与预处理的壳聚糖(CS)进行复合,制得GO/CS复合吸附材料,通过SEM扫描电镜对材料进行了表征,并就其对水中铜离子(Cu2+)的吸附性能进行了研究。结果表明,复合材料的最佳吸附条件为pH=9,用量为20mg,吸附时间为10min,吸附率达88%。吸附过程的研究显示,该吸附行为符合Freundlich等温线模型。材料重复使用5次,吸附效果无下降,可用于水中微量Cu~(2+)的吸附。     

聚偏氟乙烯分离膜的表面改性和对重金属离子的吸附性能研究

采用溶液相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)分离膜,然后用多巴胺(DA)水溶液对分离膜进行表面改性,再用聚乙烯亚胺(PEI)对膜表面进行接枝改性。采用场发射扫描电镜、红外光谱、X射线光电子能谱和电感耦合等离子体发射光谱等方法研究了膜的结构、官能团变化和离子吸附性能。结果表明:改性膜和纯PVDF膜相比,亲水性能有了较大提高,改性膜对Cu~(2+)有一定吸附作用,吸附过程符合Freundlich等温模型和准二级动力学模型。     

漆酶/TEMPO催化纤维素接枝天冬氨酸及其对Ni2+的吸附行为研究

以棉浆纤维素(CF)为原料,利用漆酶/TEMPO体系选择性将其C6伯羟基氧化成醛基,得到氧化纤维素(OCF),再将天冬氨酸通过Schiff碱反应接枝到氧化纤维素上,制得一种新型的重金属离子吸附材料。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)等表征手段证实了天冬氨酸成功引入到纤维素的表面,且利用凯氏定氮法检测得到接枝产物中天冬氨酸含量为5.28%。以重金属镍离子(Ni~(2+))为模型物,研究了天冬氨酸-纤维素吸附剂(Asp-OCF)对镍离子溶液的吸附性能,探讨了镍离子初始浓度和吸附时间对吸附过程的影响。结果表明,与纤维素相比,制备的新型吸附剂Asp-OCF对Ni~(2+)的吸附能力大幅提高,平衡吸附量达到9.48 mg/g,相比CF提高了8倍。吸附等温线拟合结果较好的符合Langmuir模型;动力学研究结果表明Asp-OCF对Ni~(2+)的吸附过程符合准二级动力学模型。     

粉煤灰基沸石负载二氧化硅对Cu2+吸附性能

以粉煤灰(fly ash,FA)为原料采用水热合成法制备粉煤灰基沸石(fly ash zeolite, FAZ),通过Na_2SiO_3进行改性,制备了粉煤灰基沸石负载二氧化硅的铜离子吸附剂(fly ash zeolite loaded silica,FAZS),利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和氮气吸附孔径分布(BET)进行表征。以铜离子为吸附模型离子,考察了Ph、吸附剂用量和吸附时间等因素对吸附量的影响。结果表明,FAZS对Cu~(2+)具有较好的吸附能力;在298 K时,FAZS对Cu~(2+)的吸附符合准二级动力学模型且为化学吸附过程,在80 min内基本达到吸附平衡,最大吸附量高达127.4 mg/g,Langmuir等温吸附数学模型能比较好地拟合FAZS对Cu~(2+)的吸附。热力学数据说明该吸附是吸热、自发的过程。