基于巯基功能化介孔硅的Pb^2＋选择性吸附剂

介孔二氧化硅由于具有较大的比表面积,因而是一种良好的吸附剂.为了实现介孔硅对水溶液中金属离子的选择性吸附,采用后接枝法将巯丙基三甲氧基硅烷引入二氧化硅网络中,合成了巯丙基功能化的MCM-41介孔硅.小角度XRD谱图表明,经过功能化后介孔硅基本保持了其原有的结构;FTIR结果显示,巯基被共价键合到了介孔硅基体上.实验结果表明,所制备的功能化材料可以选择性吸附水溶液中的Pb2+.考察了吸附时间、pH值、Pb2+初始浓度等因素对Pb2+吸附的影响,在吸附平衡时间为4 h、pH=6.0的最佳实验条件下,巯基功能化介孔硅吸附剂对Pb2+的最大吸附量为130 mg/g.吸附剂对Pb2+的选择性吸附遵从Freundlich模型.     

4A分子筛掺杂PES膜吸附剂的制备及其对Cu2+吸附性能研究

以聚醚砜(PES)为膜基质材料,以粒径分布较均匀的4A分子筛为功能颗粒,采用相转化法制备出了对Cu2+具有较大吸附容量的膜吸附剂;研究了4A分子筛填充PES膜吸附剂对Cu2+的吸附与脱附性能;探讨了4A分子筛填充量、离子强度、温度、pH、初始浓度等因素对其吸附性能的影响.结果表明:膜吸附剂的吸附容量随着4A分子筛填充量的增加而增大,当4A分子筛质量分数达60%时,膜吸附剂对Cu2+的吸附容量可达109.7 mg/g;0.1 mol/L的HCl溶液对吸附饱和的膜吸附剂脱附率达98.6%.     

介孔纳米γ-Al_2O_3对Ca~(2+)吸附性能的实验研究

介孔纳米γ-Al2O3具有很好的小尺寸和高比表面效应,且易回收利用,是一种新型的高效吸附剂.实验利用介孔γ-Al2O3纳米材料进行了对Ca2+吸附性能的研究,探讨了吸附剂投加量、吸附时间、pH值等不同因素对水中Ca2+的吸附效果的影响.实验结果表明:γ-Al2O3对水中Ca2+的吸附反应在15 min左右达到平衡,溶液的pH值对吸附率的影响较大,吸附率随pH值的升高而升高,在pH值为9时反应达到平衡,去除率为83.5%.     

天然高分子吸附剂吸附水中的 Cu2+和Ni2+

为了更有效地去除水中的Cu2+和Ni2+,采用壳聚糖、泥炭和海藻3种吸附剂对Cu2+和Ni2+进行吸附性能研究。考察了溶液pH、吸附时间、吸附剂的质量浓度和金属离子的质量浓度对Cu2+和Ni2+吸附率的影响。结果表明,采用壳聚糖作为吸附剂,pH为6,吸附剂的质量浓度为3 g/L,吸附时间120 min的条件下,对Cu2+的吸附效果最好,吸附率可达98%。采用泥炭为吸附剂在pH为6,吸附剂的质量浓度为1 g/L,吸附时间为120 min时,对Ni2+的吸附效果最好,吸附率达80%。     

改性稻草吸附剂性能的研究

对氯乙酸酯化法制备的稻草重金属离子吸附剂的吸附性能进行了研究。考察了吸附剂的投入量、吸附温度、吸附时间、pH值对工业废水中Cu2+离子吸附性能的影响。实验结果表明:当吸附剂用量为0.5 g、吸附温度为35℃、吸附时间为2.5 h、pH值为5时,对废水中Cu2+离子的吸附率最高,达到90.7%。     

剩余污泥吸附Cu2+、Cd2+试验

为研究剩余污泥的有效利用,通过实验室静态吸附试验,研究剩余污泥对Cu2+、Cd2+溶液的吸附特性及影响因素.结果表明,吸附过程中pH值、污泥量、吸附时间和初始溶液质量浓度对吸附效率均有影响,pH值是吸附过程的最重要因素,增加投泥量和提高pH值可以明显提高吸附量,而温度对污泥吸附的影响并不显著.吸附热力学数据表明,污泥对Cu2+、Cd2+的吸附较好地符合Langmuir和Freundlich模型,最大吸附容量分别为32.4mg/g和30.2mg/g.剩余污泥能够作为重金属离子的吸附剂.     

磷酸锡晶体去除高盐介质中Cu(Ⅱ)的研究

以磷酸锡晶体作为吸附剂,应用批量吸附法,研究了pH值、吸附时间、初始浓度、温度、离子强度等因素对去除水溶液中Cu2+的影响,通过热力学分析及电位滴定实验探讨了吸附机理.结果表明:磷酸锡对Cu2+的吸附量随着pH(3～6.5)以及吸附时间的增加而增大,吸附动力学过程符合准二级动力学模型.等温吸附数据用Langmuir方程拟合效果最好,20℃时饱和吸附量达到48.69mg/g.根据吸附自由能Es(kJ/mol)可知,吸附机理属于化学离子交换,即磷酸锡中的H+与溶液中的Cu2+发生了离子交换反应.该反应是一个自发的、吸热的过程,升温有利于吸附.在模拟海水中,高盐强度对磷酸锡吸附Cu2+有一定的不利影响,但幅度不大.当NaCl浓度达到0.6mol/L时,吸附量为21.87mg/g,是淡水介质时的93.3%,表明磷酸锡适用于去除养殖海水中的Cu2+.     

M/AC和MY分子筛吸附脱除FCC汽油中硫的研究

制备了金属离子改性吸附剂--M/AC和MY分子筛,用于真实汽油吸附脱硫,并检测了它们对真实汽油的脱硫效果。其中考察不同金属离子改性吸附剂、吸附剂的用量(剂油比)等对脱硫性能的影响,及改性后的吸附剂Cu/AC于不同吸附温度和不同吸附时间对脱硫性能的影响。结果表明:Cu2+、Ag+改性的分子筛和活性炭表现出良好的吸附能力,并且活性炭对FCC汽油脱硫性能优于NaY分子筛的脱硫性能。综合考虑,筛选出吸附剂Cu2+/AC,在温度为30℃、静态吸附6 h、剂油比(g/mL)为1∶10的条件下对FCC燃料油吸附脱硫最佳。     

纳米磁性壳聚糖对腐殖酸和重金属离子混合吸附研究

研究了纳米磁性壳聚糖吸附剂对腐殖酸的吸附性能和重复使用性能,分析了腐殖酸存在的条件下对Cu2+、Pb2+、Cd2+三种重金属离子吸附的影响及机理.实验结果表明:该吸附剂对腐殖酸吸附的最佳pH值为11,饱和吸附量为292mg/g;吸附速度快,15min可达吸附平衡;经5次吸附后,保留了初次吸附量的60%,具有一定的可再生性和重复使用性.同时,该吸附剂吸附腐殖酸后仍可对Cu2+、Pb2+、Cd2+产生吸附作用,较单独吸附时Cu2+、Pb2+的吸附量有所降低,而Cd2+的吸附量则有大幅提高.     

高炉渣对废水中Cu2+的吸附率和吸附行为

工业固废高炉渣对废水中的重金属离子表现出了较好的吸附能力,为了深入了解高炉渣对Cu2+的吸附效果,在研究高炉渣的用量、pH、吸附时间和温度对废水中Cu2+吸附率的影响规律基础上,选取四因素三水平正交设计实验,获得吸附Cu2+的最佳反应条件,并利用吸附等温模型和吸附动力学探讨高炉渣对Cu2+的吸附行为.结果表明:高炉渣表面的吸附位点、较大的比表面积以及发达的孔隙结构能够促进Cu2+的吸附.在高炉渣用量为0.5 g、pH为9、吸附时间为360 min、温度为65℃时,去除率可达99.93％,吸附后溶液中Cu2+的残余质量浓度小于1 mg/L,达到了国家排放标准.高炉渣对Cu2+的吸附更符合Langmuir吸附等温模型,吸附动力学过程更符合拟二级动力学方程.     

HY/MCM-41分子筛的制备及改性后在吸附脱硫中的应用

采用附晶生长法合成了HY/MCM-41复合分子筛,利用X射线衍射仪(XRD)、N2吸附脱附、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、智能重量分析仪(IGA)、吡啶原位红外(Py-IR)等技术对其物化性质进行了表征,发现HY/MCM-41复合分子筛具有微孔和介孔的双重孔道分布,且形貌为核壳结构。通过对金属Ce离子改性制得吸附剂的吸附脱硫性能考察,发现固相研磨法改性的吸附剂在空速为5h-1时吸附穿透硫容量可达1.81mg/g,大于液相离子交换法改性的吸附剂吸附穿透硫容量1.32mg/g。采用静态间歇法时,固相改性的吸附剂的脱硫率可达90.6%,高于液相改性的吸附剂脱硫率81.2%。同时发现,吸附剂表面的B酸对吸附脱硫有着抑制作用,而L酸尤其是弱的L酸的酸量与吸附脱硫性能有着正相关关系。     

Enhanced adsorption of Pb(II) ions from aqueous solution by persimmon tannin-activated carbon composites

The modification of activated carbon with persimmon tannin and its application for the removal of Pb(II) ions were carried out by batch method. The effects of solution pH, contact time, temperature and initial concentration on the immobilization of persimmon tannin were studied. The experimental results showed that the experimental data of persimmon tannin and Pb(II) fitted better by Langmuir adsorption isotherm model and pseudo-second order model. The adsorption capacities of adsorbents for persimmon tannin and Pb(II) were calculated from the Langmuir isotherm model, and found to be 42.97 and 12.40 mg/g at optimum pH, respectively. It was noted that the adsorbent exhibited the best adsorption property for Pb(II) when 1.0 g activated carbon was modified by 17.32 mg persimmon tannin. The modified activated carbon is more effective than the plain activated carbon, and it is expected to be an economic and effective adsorbent for the disposal of wastewater containing Pb(II) ions.     

TiO_2-MCM-41的制备表征及选择性吸附脱硫研究

以钛酸正丁酯作为钛源,MCM-41为载体,采用加热回流法合成了TiO2-MCM-41介孔分子筛(n(Si)/n(Ti)=5),并借助XRD、FT-IR、N2吸附-脱附等表征手段研究了吸附剂的结构特性。以催化裂化汽油为油品进行静态脱硫和动态脱硫实验,结合使用固定床技术和色谱-硫化学发光检测(GC-SCD)偶联技术系统考查了吸附剂的选择性吸附脱硫性能及其对不同硫化物的选择性规律。结果表明,TiO2在介孔分子筛MCM-41的内孔壁能均匀分散;TiO2与MCM-41孔道表面的SiO2以Si—O—Ti键连接;MCM-41经负载TiO2后,吸附脱硫性能明显提高;TiO2-MCM-41对FCC汽油中各种硫化物的选择性顺序为:四氢噻吩2-甲基四氢噻吩≈C5硫醚3,4-二甲基噻吩2/3-乙基噻吩2-乙基-5-甲基噻吩噻吩2,5-二甲基噻吩C1-C3硫醇2-甲基噻吩2,3-二甲基噻吩3-甲基噻吩2,4-二甲基噻吩苯并噻吩。     

Cu/MCM-41对苯羟基化为苯酚的催化作用

介绍了MCM - 4 1和Cu/MCM - 4 1的合成方法及Cu/MCM - 4 1对苯羟基化为苯酚的催化作用。即以正硅酸乙酯为硅源 ,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂 ,氨水为碱性介质 ,在温度为 75℃的温和水热条件下 ,合成未脱除模板剂的MCM - 4 1中孔分子筛。产品在D/MAX -RB(日本理学 )衍射仪上经粉末X射线衍射进行表征。结果表明 ,在实验条件下经 8h反应 ,产品有较满意的结晶度和结构特征。在MCM - 4 1上直接采取等体积浸渍的方法 ,负载一定量的铜 ,得到一系列不同铜含量的Cu/MCM - 4 1催化剂。用双氧水作氧化剂 ,用合成的Cu/MCM -4 1作为催化剂 ,详细考察了催化剂用量、铜负载量、负载方法、溶剂、反应物摩尔比、反应温度、反应时间等因素对苯羟基化为苯酚的影响。反应产物通过GC - 340 0型气相色谱仪来分析。结果表明 ,在温度为 80℃ ,以乙腈为溶剂 ,0 .0 2 g铜质量分数为 5 %的催化剂 ,过氧化氢与苯的摩尔比为 1,反应时间为 4h的条件下 ,Cu/MCM - 4 1能有效催化苯羟基化为苯酚的反应 ,苯酚收率达 5 .8% ,且苯酚为唯一液相产品。     

介孔材料MCM-41的改性研究

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,室温下制备了六方有序介孔材料MCM-41,用1,3,5-三甲苯(TMB)、-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对其进行化学修饰,得到改性MCM-41。采用XRD、红外光谱、氮气吸附-脱附等方法对样品进行了结构表征,结果表明,改性MCM-41保留了MCM-41的六方有序结构,扩孔后得到较大孔径的介孔MCM-41,经硅烷化修饰后减少了表面硅羟基,增大了MCM-41的表面极性,有利于介孔材料MCM-41的组装。     

Kinetic Study for Adsorption of Heavy Metals on Zeolite

Heavy metals-polluted water has negative impact on the ecosystem. In Malaysia, minimum discharge limit for Cu²⁺ and Zn²⁺ are 1 mg/L and 2 mg/L, respectively. Zeolite is a highly porous adsorbent and its performance is affected by various factors, including contact time and pH. Thus, the objective of this study is to identify an ideal operating condition to treat Cu²⁺ and Zn²⁺ solutions up to the allowable discharge limit, by considering the pH and contact time factors. Six kinetic models were studied to identify the adsorption mechanism of the heavy metal removal process. Single solute batch adsorption experiment was conducted within pH 3-11 from 30 to 150 min. Results showed that hydration enthalpy (ΔH_hyd) governed the selectivity of heavy metals, where a maximum of 90.87% Zn²⁺ (ΔH_hyd=-1955 kJ/mol) and 82.15% Cu²⁺(ΔH_hyd=-2010 kJ/mol) removals were found at pH ≥ 7. Without pH adjustment, selectivity towards Cu²⁺ was higher compared with Zn²⁺ due to the size of hydration radii, where Cu²⁺ is 0.11  smaller than Zn²⁺. By considering both pH and contact time factors, this study shows that by adjusting the pH of Zn²⁺ solutions to a minimum pH value of 7, the contact time required to achieve maximum Zn²⁺ removal rate was 90%, which can be achieved within 60 min. Meanwhile, zeolite performed better in Cu²⁺ removal without any pH adjustment where a maximum of 94% was achieved at 120 min. Final concentration of 0.523 mg/L Cu²⁺ and 0.981 mg/L Zn²⁺ were obtained in this study. Kinetic study showed that Ritchie’s equation predicted Cu²⁺ adsorption the best, while Zn²⁺ adsorption could be represented by Elovich model. This suggested that the adsorption on the activate site governed Cu²⁺ and Zn²⁺ removal process. Hence, future work should focus on modifying zeolite surface to improve the adsorptive performance.     

Template synthesis and adsorption properties of chitosan salicylal Schiff bases

To improve the adsorption properties of chemically modified chitosan, the chelating resin of salicylal chitosan Schiff bases was prepared by the template cross-linking method using Cu(Ⅱ) as template ion and ethylene glycol bisglycidyl ether as cross-linking agent in microwave, and was characterized by IR. The adsorption capacity and selectivity coefficient of the chemically modified chitosan for Cu(Ⅱ), Fe(Ⅲ) and Zn(Ⅱ) were investigated, respectively. The results show that the adsorption capacity of the resin 2.73 mmol/g for Cu(Ⅱ) is bigger than that for other two metal ions, 0.22 mmol/g for Fe(Ⅲ), and 0.42 mmol/g for Zn(Ⅱ), and the selectivity coefficients are as follows: KCu(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)=12.4, KCu(Ⅱ)/Zn(Ⅱ)=6.5.     

Adsorption of copper（ Ⅱ ） and chromium（Ⅵ） on diaspore

The adsorption of Cu（ Ⅱ ） and Cr（Ⅵ） on diaspore was studied with the help of X-ray diffraction analysis, BET measurement, zeta potential measurement and atomic adsorption spectrometry. The adsorption equilibrium almost reaches within 60 min. The adsorption isotherms of Cu（ Ⅱ ） and Cr（Ⅵ） could be well described by the Langmuir equation. The adsorption capacities of Cu（Ⅱ） and Cr（Ⅵ） are 1.944 and 1.292 mg/g, respectively. The adsorption percentage of Cr（Ⅱ ） increases with the increment of solution pH, but the adsorption percentage of Cr（Ⅵ） decreases. This could be explained by zeta potential theoretical and electrostatic attraction between metal ions and diaspore surface.     

ZS-5／MCM-41复合分子筛用于FCC汽油脱硫的初步考察

采用纳米组装法制备ZSM-5／MCM-41复合分子筛,应用XRD、N2吸附-脱附,NH3-TPD、SEM等方法对ZSM5／MCM-41的性质进行了表征,考察了金属CuO负载含量、吸附温度、重时空速等因素对复合分子筛的脱硫性能的影响。结果表明,分子筛的孔容、孔径、比表面积、酸性等性质均能影响吸附剂的脱硫性能,在常压且较低的温度下,质量分数5％CuO负载催化剂经活化后的脱硫率近90％。ZSM-5／MCM-41在吸附脱硫的同时,对FCC汽油中烯烃和芳烃组分的含量分布具有-定的影响。     

一类新型复合材料的合成及物性分析

以有机硅烷为原料合成一类新型有机硅化合物Bath-n(n=1~4),利用物理掺杂的方式合成复合材料MCM-41/Bath-n(n=1~4).在分析有机硅化合物Bath-n(n=1~4)的光物理性质的基础上,对复合材料MCM-41/Bath-n(n=1~4)的小角X射线衍射和氮气吸脱附性能进行了分析.实验研究表明复合材料MCM-41/Bath-n(n=1~4)中,随着有机硅化合物的加入,介孔分子筛MCM-41主衍射峰(100)宽度变宽,且孔道的整齐度降低,晶粒尺寸变小.复合材料MCM-41/Bath-n(n=1~4)的吸附等温线为IV型等温线,随着复合材料中有机硅基团连接苯基数量的增加,样品的孔体积逐步减小.