PVDF/AFMS杂化膜的制备及对Cu~(2+)的吸附

为提高膜对水溶液中铜离子的吸附效果,采用共缩聚法制备了氨基功能化介孔二氧化硅(AFMS)微球,然后将AFMS微球与聚偏氟乙烯(PVDF)以不同质量比共混,通过浸没沉淀相转化法制备了PVDF/AFMS杂化膜.采用SEM、FTIR对膜结构进行表征,并考察PVDF/AFMS杂化膜对水溶液中Cu~(2+)(初始质量浓度为300 mg/L)的吸附效果.结果表明:AFMS成功嵌入PVDF膜中;随着AFMS质量分数、pH(7.0)、Cu~(2+)溶液体积和接触时间的增加,杂化膜对Cu~(2+)的吸附量逐渐增大,直至达到吸附平衡;当AFMS在铸膜液固含量中所占质量分数为40%、pH值为6.0、Cu~(2+)溶液体积为20 mL、接触时间为120 min时,PVDF/AFMS杂化膜对Cu~(2+)的吸附量高达57.3 mg/g;经过5次吸附-脱附实验,该杂化膜对Cu~(2+)的吸附量为54.6 mg/g,为初始吸附量的95%以上.说明该杂化膜具有良好的吸附性能和再生性能,且操作简便.     

氨基酸改性壳聚糖膜的制备及性能表征

针对目前制备壳聚糖膜无法控制厚度的问题,以壳聚糖(CS)为基体,将L-精氨酸固载到CS大分子上,制备L-精氨酸接枝壳聚糖(CS-L-Arginine,CA),并分别在保鲜膜、涤纶膜上刮膜,考察其成膜性、膜厚度、拉伸强力及抗菌性能.结果表明:以2%的冰乙酸溶液为分散剂、以10 g/L山梨醇为增塑剂,CA的质量分数为5%时,以涤纶膜作为刮膜底物制备的CA膜厚度均匀为0.03 mm,拉伸强力为389 c N/cm,对Cu~(2+)和Ni~(2+)离子的去除率分别为74.53%和69.36%,优于以保鲜膜为底物的CA膜,且对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率高达90.23%和93.37%.这说明CA粉末在成膜后保持其对Cu~(2+)、Ni~(2+)优良的吸附性能和对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌高效的抗菌性.     

多孔蒙脱土/醋酸纤维素复合纤维膜的离心纺构筑及其在重金属离子吸附中的应用

为制备出一种绿色环保、重金属离子吸附性能良好的多孔醋酸纤维素(CA)复合纤维膜,选用天然吸附材料蒙脱土(MMT),以CA为基材,通过离心纺丝技术,设计制备MMT/CA多孔复合纤维膜,并将所得纤维膜应用于重金属离子吸附。采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱仪(EDS)、热重分析仪(TGA)和原子吸收光谱仪(ASS)对复合纤维的形貌结构及吸附性能进行表征。结果表明:在溶剂DCM/DMSO质量配比8∶2时成功制备出具有多孔结构的MMT/CA复合纤维膜;随着MMT质量分数的增加,其Cu~(2+)吸附量也随之增大,当质量分数为3%时最大Cu~(2+)吸附量为44.243 mg/g,并且经过5次解吸循环后,仍保持有80%以上的吸附效果。     

氨基淀粉/凹土/丙烯酸树脂的制备及其吸附性能

以反相悬浮聚合法制备得到氨基淀粉/凹土/丙烯酸树脂,设计正交实验探讨了凹土与丙烯酸投料比,分散剂、交联剂、引发剂含量及油水比对树脂吸附Cu~(2+)性能的影响效果,优化了制备条件,并通过红外、热失重分析、扫描电镜等分析手段对产物结构及形貌进行了表征。对产物和氨基淀粉吸附Cu~(2+)性能的研究表明,该树脂的吸附平衡时间为45min;溶液pH值为4时,吸附效果最佳;树脂对Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)、Ni ~(2+)、Zn~(2+)吸附选择性为Cu~(2+)Pb~(2+)Cd~(2+)Ni ~(2+)Zn~(2+);同等条件下,树脂的吸附性能均优于氨基淀粉的。     

PAN基抗菌超滤膜的制备及性能表征

以聚丙烯腈(PAN)为膜材料,以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,采用相转化法制备超滤膜,对膜表面偕胺肟化改性,使其螯合Cu~(2+)和Ag~+制备抗菌超滤膜,以解决金属离子的流失问题。采用红外光谱、扫描电镜、紫外可见分光光度计等测试手段对超滤膜进行表征,考察了螯合Cu~(2+)和Ag~+的超滤膜对大肠杆菌和金色葡萄球菌的抑菌性能。结果表明,Ag~+螯合膜对大肠杆菌和金色葡萄球菌具有抑菌作用,对大肠杆菌的抑菌率为91.3%,对金色葡萄球菌的抑菌率为98.1%,而Cu~(2+)螯合膜几乎没有抑菌效果。在实验范围内,离子螯合膜的分离性能几乎没有受到影响。     

三乙烯四胺功能化接枝微晶纤维素的合成及其在重金属去除中的应用

新的螯合材料分两步合成:首先,在非离子表面活性剂聚氧乙烯壬基苯基醚的存在下,在环保溶剂NaOH-urea中制备对甲苯磺酰纤维素,得到易溶的对甲苯磺酸纤维素酯(甲苯磺酰纤维素)。并研究了反应时间、温度和摩尔比对取代度(DS)的影响。然后,甲苯磺酰纤维素与三乙烯四胺反应,得到最终产物(三乙烯四胺功能化纤维素,TC)。用得率、胺基浓度、FTIR和元素分析来表征新获得的材料。研究了TC对水溶液中Cu~(2+)和Pb~(2+)的吸附能力。TC对Cu~(2+)和Pb~(2+)的吸附能力分别为104.6、227.3 mg·g~(-1)。     

改性玉米秸秆对铜离子的吸附性能

为提高玉米秸秆吸附重金属的能力,以次磷酸钠为催化剂,通过柠檬酸对秸秆改性制备金属离子吸附剂,并采用红外吸收光谱与扫描电子显微镜对其化学结构和微观结构进行了表征。对比研究玉米秸秆改性前后对Cu~(2+)的吸附性能,考察了pH、初始浓度、吸附温度和吸附时间等因素对Cu~(2+)吸附量的影响。研究结果表明,当Cu~(2+)溶液初始质量浓度为30mg/L、秸秆投加量为1.0g/L、pH为5.5、吸附温度为25℃、吸附时间为30min时,柠檬酸改性玉米秸秆对Cu~(2+)的吸附效果最好,最大平衡吸附量可达26.5mg/g,相比未改性玉米秸秆提高了1.9倍,Cu~(2+)去除率可达89%。吸附动力学研究表明,改性秸秆对Cu~(2+)吸附动力学符合准二级动力学模型。     

镁掺杂羟基磷灰石的制备及其对Cu~(2+)的吸附性能研究

采用镁替代钙掺杂改性羟基磷灰石(Ca_(10)(PO_4)_6(OH)_2,HAP)制备新型吸附剂,考察不同镁掺杂比例对Cu~(2+)去除效率的影响及温度对吸附剂吸附容量的影响,采用扫描电镜、红外光谱仪、X射线衍射仪和气体吸附仪等对吸附剂样品进行表征,并研究其对Cu~(2+)的吸附机理.结果表明:在Cu~(2+)初始质量浓度为100mg/L时,镁掺杂摩尔比[n(Mg)/n(Mg+Ca)]为1的羟基磷灰石(MHAP)对Cu~(2+)的去除率最高,达到96.2%;在温度为293～313K范围内,MHAP对Cu~(2+)的吸附容量随温度的升高而增加,最高吸附容量为370.37mg/g,相比HAP提高了62.5%;Langmuir等温方程能较好描述MHAP对Cu~(2+)的吸附行为,其吸附动力学遵循伪二级动力学模型.镁掺杂使MHAP粒径减小,比表面积增大,增强了其表面吸附和微孔吸附的作用;同时,MHAP表面官能团-OH增多,增强了其表面络合作用.     

基于细菌纤维素的高效离子吸附剂的 制备及其性能研究

通过生物培养的方式制备了细菌纤维素(BC),并对其进行偕胺肟化改性制成了偕胺肟化细菌纤维素(AOBC)纳米纤维膜。对纳米纤维膜的表观形态和热力学性能进行测试,利用Cu~(2+)和Zn~(2+)溶液对纳米纤维膜的金属离子吸附性能进行研究。结果表明,改性后的AOBC纳米纤维膜的力学性能有所提高,且具有优异的离子吸附性能。AOBC纳米纤维膜对于Cu~(2+)和Zn~(2+)的最大吸附量分别为111.20mg/g和108.09mg/g。     

纤维素-氨基硫脲吸附材料的制备及其性能评价

为获得对Cu~(2+)具有良好吸附性能的吸附材料,采用戊二醛化学交联氨基硫脲并与竹浆纤维素进行反应,制备纤维素-氨基硫脲吸附材料(Bamboo pulp cellulose-g-thiosemicarbazide, BPC-g-TSC)。利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、傅立叶红外吸收光谱(FT-IR)仪和有机元素分析仪对竹浆纤维素和BPC-g-TSC进行表征分析,并研究了不同条件(pH值、接触时间、Cu~(2+)初始浓度等)对Cu~(2+)吸附性能的影响。结果表明:纤维素被氨基硫脲成功修饰;BPC-g-TSC对Cu~(2+)的吸附最佳pH值为7,在吸附4 h后基本达到吸附平衡,平衡吸附量为51.40 mg/g;吸附过程较好地符合准二级动力学模型和朗格缪尔等温吸附模型,说明吸附过程主要是以单层的表面吸附和化学吸附为主,理论最大吸附容量为121.95 mg/g。通过该研究可制备出一种对Cu~(2+)具有良好吸附性能的吸附材料,在废水处理领域具有潜在的应用前景。     

盐酸羟胺改性柚皮吸附剂的制备及对Cu~(2+)吸附性的研究

用盐酸羟胺改性柚子皮制备一种新型的生物质吸附剂,通过模拟废水吸附试验研究了其对Cu~(2+)的去除效果。从模拟废水的pH、吸附时间、吸附剂用量和反应温度4个方面分别考察了改性柚子皮吸附剂对铜离子去除的影响。以溶液的吸光度和电导率来表征吸附性能。实验结果表明:吸附反应时间、吸附剂加入量、反应温度和模拟废水的pH等4个因素对吸附剂性能均有明显影响,其中当Cu~(2+)的初始质量浓度为100mg/L,温度为35℃,溶液pH=4,吸附剂质量为吸附剂/吸附质质量的15%,吸附时间为25min时,吸附率最高。     

蒙脱石-钢渣复合吸附颗粒对水中Cd~(2+)的吸附及其它离子的影响研究

以蒙脱石和钢渣为原料,采用工业淀粉作为添加剂制备蒙脱石-钢渣复合吸附颗粒,探究其对水中Cd~(2+)的吸附性能及其机理.研究结果表明,蒙脱石占复合吸附颗粒质量比为50%时,对Cd~(2+)的吸附性能最好.质量比为1∶1的蒙脱石-钢渣复合吸附颗粒在用量为15g·L~(-1)和pH值为5.5～6.5时,吸附效果最佳.在温度为25℃,pH为5.6时,1.5g质量比为1∶1的蒙脱石-钢渣复合颗粒对浓度为100mg·L~(-1)的Cd~(2+)溶液(100mL)吸附60min后,废水中Cd~(2+)的吸附率达到97.47%.通过二级动力学方程拟合复合吸附颗粒对Cd~(2+)的吸附反应,相关系数为0.998 0.吸附颗粒对水中Cd~(2+)的吸附等温式符合Langmuir方程,相关系数为0.974 5,Cd~(2+)的饱和吸附量达到9.76mg·g~(-1).Cu~(2+)和Pb~(2+)对废水中Cd~(2+)的吸附具有竞争影响,可以降低其吸附量,且Pb~(2+)的影响较大.     

不同沸石粉对Cu~(2+)的吸附特性试验研究

为了研究沸石粉对重金属铜的吸附效果,采用室内试验方法,选取天然沸石粉、4A沸石粉以及在天然沸石粉的基础上添加粉煤灰经高温焙烧制成的改性沸石粉作为吸附剂对重金属Cu~(2+)进行静态吸附试验,为了对比验证水泥吸附去除Cu~(2+)的能力,添加了水泥作为吸附剂。通过室内静态吸附试验发现,四者吸附Cu~(2+)能力大小为4A沸石粉≈改性沸石粉天然沸石粉水泥;考虑到制备工艺及经济因素,改性沸石粉是吸附去除Cu~(2+)的最佳选择;改性沸石粉去除Cu~(2+)的最佳掺量为2 g:100 mg/L;p H值在5~8之间沸石粉吸附Cu~(2+)的效果较好。     

PVDF/TiO_2自组装膜的制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶相转化法和自组装法制备PVDF/TiO2自组装膜,并利用SEM、接触角、FT-IR和XRD进行了表征;通过纯水通量、孔隙率、膜阻力分析和腐植酸(HA)过滤去除实验,考察了PVDF/TiO2自组装膜的性能,探究了PVDF/TiO2自组装膜在臭氧条件下的催化臭氧化反应机理。结果表明:SEM直观显示膜上存在TiO2粒子;与PVDF原膜相比,纯水的接触角由43.92°减小至25.46°,膜的亲水性显著提高;FT-IR分析,PVDF/TiO2自组装PVDF膜上存在Ti-O键,羟基数量显著增加;XRD表明膜上存在金红石矿型TiO2粒子;自组装后PVDF膜纯水通量由152.5 L·m-2·h-1提高到215.3 L·m-2·h-1,孔隙率由90.2%下降至88.6%,PVDF/TiO2自组装膜对HA具有较强的吸附去除能力,PVDF/TiO2自组装膜对HA的去除率达到75%。     

主链含双酚酸钠链节的聚芳醚砜对水中Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的同步吸附性能

利用主链含双酚酸钠链节的聚芳醚砜(PAES-C-Na)吸附剂处理同时含Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的水溶液,并通过火焰原子吸收分光光度计测试溶液中金属离子浓度;研究了溶液pH、吸附剂量、初始浓度以及吸附时间等因素对同步吸附的影响,且同步吸附行为采用伪一阶和伪二阶动力学方程进行模拟。结果表明,PAES-C-Na吸附共存金属离子主要是通过表面的羧基功能基团与金属离子之间的离子交换和静电作用实现,同步吸附动力学实验表明PAES-C-Na对金属离子的吸附采用伪二阶动力学方程拟合效果最好,即金属离子的同步吸附以化学吸附为速率控制步骤,其吸附量由大到小顺序为Pb~(2+)(26.02 mg/g)、Cu~(2+)(20.52mg/g)、Cd~(2+)(12.21mg/g)。     

用于Pb2+、Hg2+离子选择性固相萃取的微流控芯片

为实现微流控芯片对重金属Pb~(2+)、Hg~(2+)离子的选择性固相萃取,首先采用3-氯丙基三甲氧基硅烷和5-甲基苯并三氮唑对纳米二氧化硅进行硅烷偶联改性,随后以改性纳米二氧化硅为基础,设计并制备了可更换吸附剂的一体化填充式固相萃取芯片.测试结果表明:改性后不仅吸附剂的团聚现象得到明显改善,且当pH=5时,对Pb~(2+)的吸附率可达99.1%,对Hg~(2+)的吸附率可达98.9%,而对Cr~(3+)的吸附率为20.4%,对Mn~(2+)的吸附率仅为13.2%.即使样品中混有干扰离子(K~+、Na~+或Mn~(2+))时,对Pb~(2+)、Hg~(2+)离子的吸附率仍均可达97%以上.当进样流速≤1.5 mL/min时,微流控芯片对Pb~(2+)或Hg~(2+)的吸附率可达98%以上;以0.5 mol/L的盐酸和2%的硫代尿素为洗脱液,控制流速在0.20.3 mL/min范围内时,芯片对Pb~(2+)或Hg~(2+)的洗脱率均达到92%以上.用于Pb~(2+)、Hg~(2+)离子的选择性固相萃取芯片的成功制备,有助于微流控技术在重金属污染监测领域的应用和推广.     

磁性磺化纤维素微球的制备及其对Cu~(2+)的吸附性能

以离子液体为溶剂,引入Fe_3O_4纳米颗粒与磺化基团,制备磁性磺化纤维素微球(MSCB)。采用扫描电子显微镜、X射线衍射、热重分析以及傅里叶变换红外光谱等对MSCB的微观结构与化学结构进行了表征,并研究反应时溶液pH、Cu~(2+)初始质量浓度以及吸附时间对Cu~(2+)吸附量的影响。结果表明,当溶液pH为6、Cu~(2+)初始质量浓度为100 mg/L、吸附时间为90 min时,MSCB对Cu~(2+)吸附效果最好,最大吸附量为87.64 mg/g。磺酸基团和球状多孔结构可以提升MSCB的吸附性能。MSCB吸附Cu~(2+)的过程符合准二阶动力学方程与Temkin吸附等温模型。在二次吸附后,重复吸附效率仍保持在84%以上。Fe_3O_4纳米颗粒的加入使MSCB具备敏感的磁响应以及回收利用价值。     

Cu~(2+)印迹壳聚糖微球的制备及其吸附性能

采用反相悬浮法,以环己烷为油相,Cu~(2+)为印迹模板,制备了一种新型的印迹壳聚糖微球。正交实验结果表明,20m L3%的壳聚糖溶液中戊二醛用量为0.8m L、45℃下交联5min,3%NaOH固化2.5h,吸附剂性能最佳。通过扫描电镜(SEM)和X衍射(XRD)进行表征,结果表明微球表面有许多沟壑,结晶度降低。吸附条件优化结果为:300mg/L Cu~(2+)溶液、pH为5、吸附剂投加量0.06g、吸附4h时吸附量达到91.39mg/g。印迹微球在一元和二元金属离子体系中对Cu~(2+)均有较好的吸附选择性,可用于溶液中Cu~(2+)的富集和分离。     

柠檬酸改性汉麻对铅的吸附性能研究

以柠檬酸改性汉麻做为吸附剂,通过测定pH值、吸附时间、Pb~(2+)初始浓度研究柠檬酸改性汉麻对重金属离子Pb~(2+)的吸附性能,并通过傅里叶红外光谱仪(FTIR)和模型拟合分析,探讨汉麻纤维对Pb~(2+)的吸附特性与吸附机理。研究结果表明:柠檬酸改性是一种能有效提高汉麻Pb~(2+)的吸附性能的改性方法;在酸性条件下(pH=5.5)、溶液初始浓度为0.12g/L、吸附时间为30min时,柠檬酸改性汉麻纤维对Pb~(2+)的吸附效果最佳;吸附过程介于Langmuir和Freundlich吸附等温模型之间,准一级和准二级动力学模型均可描述该吸附过程。     

改性纤维素的制备及其对铜离子去除的研究

探讨以稻草为骨架材料制备纤维素,通过改性制得一种离子交换剂的方法及其对重金属离子Cu~(2+)的去除条件和吸附容量。结果显示:制备的这种改性纤维素对Cu~(2+)有很强的吸附能力;在pH≥6时,对Cu~(2+)的吸附容量为10.59mg·g~(-1),用5％的氨水溶液可以洗脱再生。