UiO-66/C复合材料的制备及其吸附性能研究

采用溶剂热合成方法,制备了金属有机骨架材料UiO-66及其UiO-66/C复合材料,对所得产物样品进行XRD和SEM以及红外光谱测试表征。结果表明,所制备样品为纯相UiO-66材料,添加碳球未改变UiO-66的晶相结构。以亚甲基蓝和甲基橙模拟染料废水,对所制备的UiO-66及其UiO-66/C复合材料的吸附性能进行了评价。实验结果表明,添加胶态碳球可显著提高UiO-66对亚甲基蓝的吸附性能,吸附容量由30 mg/g提高到67mg/g,UiO-66对甲基橙表现出优异的吸附能力,吸附容量高达226 mg/g;吸附的动力学过程符合准二级动力学方程。     

生物炭对亚甲基蓝的吸附动力学

采用静态吸附试验确定生物炭吸附的最适宜温度、振荡速度、亚甲基蓝初始浓度、生物炭投加量及吸附时间的范围,选择吸附温度、亚甲基蓝初始浓度、生物炭的投加量进行正交实验,得到最优吸附工艺条件:反应温度35℃,生物炭的投加量0.4g,亚甲基蓝的浓度45mg/L,生物炭对亚甲基蓝的去除率98.6%,吸附量5.54mg/g.最优条件下的动力学研究表明亚甲基蓝溶质分子在两相界面上进行的吸附达到平衡时,亚甲基蓝浓度与生物炭的吸附量之间符合Freundlich吸附等温线.吸附动力学特性符合准二级吸附动力学,生物炭对于亚甲基蓝的吸附以化学吸附为速率控制步骤.     

基于三维孔道结构微球的亚甲基蓝吸附性能研究

为了发展生物质废料在染料废水净化领域的应用及可回收生物质衍生碳的循环净水研究,借助水热碳化与KOH活化和溶胶凝胶法制备了柚子皮衍生碳/海藻酸钙(PPC/CA)具有三维孔道结构的复合微球。通过扫描电镜、透射电镜、比表面积分析仪等表征手段对其形貌、结构、比表面积等进行了分析,研究了其对含亚甲基蓝(MB)废水的吸附性能。实验结果证明:PPC/CA复合微球内部是由大孔、介孔和微孔构成的分等级三维孔道结构,比表面积为161.4 m~2/g;当MB初始浓度为200 mg/L时,PPC/CA的平衡吸附量为479.4 mg/g;通过对其吸附实验研究发现复合微球对MB的吸附符合准二级动力学模型。     

改性活性炭对亚甲基蓝的吸附动力学

采用超声波对活性炭进行改性,并考察了改性活性炭用量m、吸附时间t、操作温度θ的变化对亚甲基蓝水样脱色的影响。实验证明在活性炭用量0.04 g,吸附时间350 min,操作温度70℃条件下,达到了改性活性炭饱和吸附量195.68 mg.g-1,亚甲基蓝水样平衡质量浓度0.759 mg.L-1的最佳吸附效果。改性活性炭对亚甲基蓝的吸附动力学符合准二级动力学方程,相关系数R2〉0.99。同时对亚甲基蓝通过活性炭固定床的穿透曲线进行了研究。     

气化渣及其残碳的吸附性能研究

为了探索完善气化渣及其残碳作为吸附剂对不同行业的吸附质的吸附性能方面的内容,以某煤化工厂的气化粗渣、细渣及其经不同工艺提取的残碳为研究对象,考察对比了其对多种有机染料,如：亚甲基蓝(MB)、甲基橙(MO)、罗丹明b(RhB)、双酚A(BPA),抗生素四环素(TC)以及重金属离子Cr(VI)的吸附性能实验,结果显示：从细渣提取的75～150μm的1号碳(C1-200)对上述几种模拟吸附质具有良好的吸附性能,这源于其高的比表面积和大的孔容结构.C1-200对MB的吸附动力学符合二级动力学模型.该结果为气化渣的资源化利用提供重要的实验参考和理论依据.     

污泥半焦对亚甲基蓝的吸附

利用污泥半焦的吸附性能对亚甲基蓝溶液进行吸附实验,并得出最佳条件.结果表明, 反应温度为40 ℃, 溶液pH 值为11, 半焦投加量为2 g/L, 吸附时间为30 min,亚甲基蓝的质量浓度为15 g/L时,污泥半焦对亚甲基蓝的脱色率可高达89.79%,污泥半焦具有良好的吸附效果, 对亚甲基蓝的吸附行为符合Langmuir等温方程.     

乳液聚合法制备聚丙烯酰胺/海藻酸钙复合微球吸附剂

以丙烯酰胺(AM)和海藻酸钠(SA)作为原料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)作为交联剂,过硫酸铵(APS)作为引发剂,以氯化钙为凝固剂,通过乳液聚合方法制备了具有双网络互锁结构的聚丙烯酰胺/海藻酸钙(PAM/CA)复合微球,对其化学结构以及宏观、微观表面形貌进行了表征,研究对亚甲基蓝(MB)染料的吸附能力。结果表明,经化学反应成功制备PAM/CA复合微球,微球形貌规整,尺寸分布1~10μm。以PAM/CA复合微球对MB的吸附容量作为参照,通过单因素实验确定了PAM/CA复合微球的最佳制备条件:SA 20%、MBA 15%、APS 5%(均为占AM的质量分数)、反应温度60℃、油水比2∶1、分散速率4 000r/min。在此条件下,PAM/CA复合微球吸附MB的容量为75mg/g,比PAM微球提高了50%,吸附性能良好。     

改性菌糠对水中亚甲基蓝的吸附

为开发廉价、高效、环保的亚甲基蓝吸附剂,以十二烷基硫酸钠(SDS)为改性剂,对菌糠进行改性,吸附处理水中的亚甲基蓝.通过动力学拟合、ATR-FTIR和SEM分析,探讨改性菌糠对水中亚甲基蓝的吸附机理,研究改性菌糠投加量、染料初始浓度、溶液pH及吸附时间对改性菌糠吸附处理水中亚甲基蓝的影响.结果表明:改性菌糠对亚甲基蓝的吸附效果较未改性菌糠明显增强;提高溶液p H和吸附时间可以增加改性菌糠对亚甲基蓝的吸附量.当改性菌糠投加量为4 g/L、溶液pH为10、吸附时间为120 min时对100 mg/L亚甲基蓝的吸附效果最好,吸附量可达23.21 mg/g,脱色率可达93.18%;改性菌糠对亚甲基蓝的吸附符合准一阶动力学方程,说明其为物理吸附;改性菌糠的重复利用性好,再生3次后对亚甲基蓝的脱色率仍达90%以上.     

不同组成粉煤灰吸附亚甲基蓝的性能和机理研究

从三个电厂取得三种不同组成和性质的粉煤灰,研究了粉煤灰对水溶液中亚甲基蓝的吸附性能和机理.结果表明,影响粉煤灰吸附的最重要的因素是粉煤灰粒度而不是C含量.三种粉煤灰对亚甲基蓝的吸附均符合二级吸附动力学模型,渭河、西郊和灞桥粉煤灰的二级吸附速率常数分别为5.580、4.149和2.204×10-2g.mg-1.min-1.吸附过程均由颗粒内扩散控制,渭河、西郊和灞桥粉煤灰的颗粒内扩散速率常数分别为0.067、0.109和0.160mg.g-1.min-1/2.亚甲基蓝浓度增加,粉煤灰对亚甲基蓝的吸附量增加;粉煤灰投加量增加,其对亚甲基蓝的吸附量减小;随着溶液pH值增加,粉煤灰对亚甲基蓝的吸附量先增加后略有下降.     

食用级吸附淀粉微球的制备

采用反相悬浮交联的方法,以可溶性淀粉为原料,同时以三偏磷酸钠作为交联剂,Span80作为乳化剂,聚乙二醇6000作为致孔剂,大豆油为油相制备食用级吸附淀粉微球,研究了pH、反应温度、交联剂用量、反应时间和致孔剂用量等对淀粉微球制备的影响。在pH为10、反应温度50℃、交联剂用量0.8%、反应时间5h、致孔剂用量0.08g/g淀粉条件下,得到的多孔性淀粉颗粒的吸附性能最好,对亚甲基蓝吸附量为1.761mg/g淀粉颗粒。通过扫描电镜、N2吸附-脱附对产物结构进行表征,证明淀粉微球具有多孔结构,比表面积为1 699m2/g。     

一株海洋芽孢杆菌对亚甲基蓝的吸附作用

从深海环境样品中分离并筛选出了一株对亚甲基蓝染料具有较高吸附能力的芽孢杆菌Bacillus sp. LM-24,优化了其吸附条件并选用硅胶和大孔树脂两种载体对其进行固定化。3种吸附剂最适吸附剂浓度分别为1.216、3、10 g·L^-1;最佳pH分别为9.0、9.0、8.0;最适吸附温度分别为30、25、25℃,最佳吸附时间分别为0.5、1、2 h,对10 mg·L^-1亚甲基蓝去除率分别为88%、90%、99%。动力学与等温线实验表明：3种吸附剂均存在物理与化学吸附,固定化吸附剂表面为非匀相吸附。固定化LM-24的吸附性能要优于游离微生物LM-24,对亚甲基蓝溶液具有快速且稳定的吸附作用,可作为偶氮脱色染料的潜在菌株。     

豆秸秆基多孔炭的制备及其对亚甲基蓝染料吸附行为的研究

为实现农林废弃物豆秸秆最大价值化利用且有效应用于亚甲基蓝染料废水的吸附,以农林废弃物豆秸秆为原料,采用碱活化炭化-酸刻蚀结合法制备出多孔炭SSC-800。利用拉曼光谱,X射线衍射仪(XRD)和氮气的吸附/脱附对豆秸秆基多孔炭SSC-800进行性能分析,研究了多孔炭SSC-800添加量和溶液pH对吸附效果的影响并剖析炭材料对亚甲基蓝染料的等温吸附模型和动力学模型。结果表明：当原料与活化剂比例仅为1∶2时,制备的SSC-800其比表面积达到2 101.28 m²/g,其中微孔比表面积为1 753.19 m²/g。对亚甲基蓝染料的去除率高达99.6%,最大吸附量可达到1 369.08 mg/g;多孔炭SSC-800对亚甲基蓝染料的吸附符合Langmuir吸附等温模型,属于单分子吸附类型,吸附动力学符合准二级动力学,以化学吸附为主。     

金属有机骨架铜卟啉材料的制备及其吸附性能

为有效去除废水中的染料,以四(4-羧苯基)卟啉(TCPP)作为配体,构建金属有机骨架(metal-organic frameworks,MOFs)材料应用于对染料的吸附,将硝酸铜(Cu(NO_3)_2·3H_2O)作为金属盐,TCPP作为有机配体,采用表面活性剂辅助的方法制备二维CuTCPP MOF纳米片,并通过溶剂热法合成体相CuTCPP MOF;采用XRD、SEM、TEM和FTIR等方法对CuTCPP MOF进行结构及形貌的表征,对比研究2种结构的CuTCPP MOF对罗丹明B(RhB)的吸附性能.结果表明:CuTCPP MOF纳米片和体相CuTCPP MOF均为四方晶体结构,对罗丹明B的吸附均符合准二级动力学方程和Langmuir等温方程;与体相CuTCPP MOF相比,CuTCPP MOF纳米片具有超薄的片层结构和更大的比表面积,对罗丹明B的吸附性能更优异,平衡吸附量达593.78 mg/g,而体相CuTCPP MOF对罗丹明B的平衡吸附量为211.13 mg/g.     

三氧化钨纳米线的制备及对染料的选择性吸附

以Na2WO4为前驱体,K2SO4为结构导向剂,采用水热法制备WO3纳米线.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和红外光谱(IR)等方法表征了材料的形貌、结构和化学组成;测定了WO3纳米线对染料的吸附性能,研究了影响WO3纳米线吸附亚甲基蓝的因素.结果表明:所得WO3纳米线具有较大的比表面积(864.20m2/g);WO3纳米线对印染废水中的有机物具有较好的吸附选择性,对亚甲基蓝的吸附能力较强;当溶液pH为4时,未经煅烧的WO3纳米线对亚甲基蓝的吸附量高达148.6mg/g,是商业WO3的50倍.     

SiO_2微纳米空心球制备及其大容量去除亚甲基蓝

结合水热和煅烧两步法成功制备出SiO_2微纳米空心球.采用XRD,SEM和TEM等手段分别对产物进行结构和形态表征.结果表明,得到的SiO_2为无定型结构,形状为球形,粒径约为0.6μm.煅烧后大部分SiO_2形成了空心结构,球壳的厚度约为100nm.制备出的微纳米SiO_2空心球对水中亚甲基蓝吸附动力学满足准二阶动力学方程,而其吸附热力学方程则满足Langmuir单层吸附模型,最大吸附量约为476mg/g.该方法获得的SiO_2微纳米空心球结构稳定、产量较大,且能快速大容量吸附有机染料,故可用作高效吸附剂材料.     

改性丝瓜络对亚甲基蓝染料的吸附性能

采用天然丝瓜络替代传统吸附剂去除染液中的亚甲基蓝(MB)染料。通过放电等离子体对丝瓜络表面进行改性,并利用扫描电子显微镜(SEM)表征丝瓜络纤维的表面形貌。SEM显示:等离子体刻蚀作用使丝瓜络纤维表面出现大量沟槽,比表面积增加,增大了丝瓜络对染料的吸附能力。实验结果表明,未经处理的丝瓜络对亚甲基蓝染料的吸附能力为13.3mg/g,而等离子体改性后的丝瓜络对亚甲基蓝染料的最大吸附量高达53.8mg/g。最佳等离子体处理条件为:电极间距离8mm,处理时间10s,电源功率110W。     

磁性活性炭的制备及其吸附性能

为改善粉末活性炭的可分离性,采用化学共沉淀法制备新型磁性活性炭,以亚甲基蓝为目标污染物配制染料废水,对粉末态磁性活性炭对目标污染物的处理效能进行探讨,并与粉末活性炭处理效果进行对比,考察p H、接触时间以及污染物质量浓度对其处理效能的影响.结果表明:合成的粉末态磁性活性炭吸附能力高于粉末活性炭,p H为影响其处理效能的关键因素,偏碱性的p H和适宜的接触时间有利于污染物的去除.当亚甲基蓝初始质量浓度为100 mg/L、磁性活性炭投量为0.4 g/L、p H为9、反应时间为300 min时,亚甲基蓝的去除率达98.9%.亚甲基蓝在磁性活性炭上的吸附过程符合Langmuir吸附等温线和Elovich动力学模型,热力学分析表明,该吸附过程为自发进行的单分子层吸热反应,且以化学吸附为主.该磁性活性炭具有很好的分离性能,在自然重力沉降条件下10 min内沉淀完全,而在外强磁场作用下30 s内可实现快速分离.     

铁炭微电解与过硫酸氢钾联用处理亚甲基蓝废水

对过硫酸氢钾强化铁炭微电解降解亚甲基蓝废水进行了研究,考察了铁粉投加量、铁炭比、pH、过硫酸氢盐投加量等因素对色度和TOC去除的影响,并确定了适宜的反应条件。结果表明,在室温下铁粉的投加量为1.0g/L、铁炭的质量比为1.5/1.0、初始pH为3、过硫酸氢钾投加量为1.5g/L时,对亚甲基蓝废水处理60min后其脱色率可达到90.0%,TOC去除率达到65.7%;与单独铁炭微电解法相比,分别增加了35.6%和30.3%;过硫酸氢钾对铁炭微电解具有明显的强化作用。亚甲基蓝的降解符合准一级动力学方程。     

超细粉煤灰基吸附剂吸附次甲基蓝动力学研究

将粉煤灰粉碎、化学处理、复合成型处理后制得一种超细粉煤灰基吸附剂.研究该吸附剂吸附水溶液中次甲基蓝的吸附动力学和吸附机理.通过分光光度法测定在不同吸附时间溶液中的剩余次甲基蓝吸光度值,求出溶液中剩余的次甲级蓝的浓度以及吸附在吸附剂上的次甲级蓝吸附量,根据不同时间的吸附量拟合吸附动力学方程.结果表明,该吸附剂对次甲基蓝的吸附符合二级动力学速率方程,求得平衡吸附量为0.827 4mg/g,求得在两个不同温度下的吸附速率常数分别为:(298K)0.798 g/(mg·min)、(313K)0.963 g/(mg·min),吸附活化能()为9.684 kJ/mol.本实验探索了以粉煤灰为原料制备的超细吸附剂对次甲基蓝废水治理新途径,为粉煤灰的综合利用提供理论依据.     

胺基化杂化微球对溶液中Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附

通过蒸馏共沉淀聚合反应和酰胺反应制备胺基功能化核-壳型有机/无机杂化二氧化硅微球P(DETA-co-EGDMA)/SiO2,该杂化微球无机内核直径约为400 nm,有机高分子外壳厚度约为33 nm.元素分析表明胺基化杂化微球上N元素的含量为2.91%.将所制备的胺基化杂化微球用于吸附污水中Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ).结果表明:胺基化杂化微球较甲基丙烯酸化杂化微球P(MAA-co-EGDMA)/SiO2和未改性SiO2微球对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)有更好的吸附性能;吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,在298 K时对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的最大吸附容量分别为45.50 mg/g和70.75 mg/g;吸附动力学行为符合准二级动力学模型;三次脱附再生实验后胺基化杂化微球仍具有良好的再生率.