石墨烯气凝胶对二元染料体系吸附性能研究

采用水热还原法制备了高强度和高吸附性能的石墨烯气凝胶,并对其一元和二元染料体系中吸附性能进行了探究。通过扫描电镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱及接触角手段对样品的结构与形貌进行表征。结果表明:石墨烯气凝胶承载能力为2 g/mg,具有105°疏水角的疏水性。在溶液初始质量浓度为200 mg/L,pH值为6,温度为25℃,石墨烯气凝胶添加量为0.02 g时,孔雀石绿(MG)、甲基橙(MO)一元染料体系中,对MG和MO的最大去除率分别为99.74%和33.33%;而在二元染料体系中,孔雀石绿对石墨烯气凝胶吸附甲基橙具有促进作用,其去除率提高至56.62%。该过程均符合准二级动力学方程并且遵循Langmuir吸附等温线模型,表明高强度石墨烯气凝胶在印染废水处理中具有一定的潜在应用价值。     

厌氧颗粒污泥对水中孔雀石绿的吸附行为

研究吸附时间、pH、污泥投加量和温度等对厌氧颗粒污泥吸附水中孔雀石绿(MG)的影响。结果表明,在MG初始浓度为50 mg/L和60 mg/L时,平衡时间为30 min,在MG初始浓度为70 mg/L和80 mg/L时,平衡时间为50 min;在MG初始浓度为100 mg/L时,厌氧颗粒污泥吸附水中MG的最佳pH为6～8,最佳投加量为2.4 g/L(干重);厌氧颗粒污泥对MG的吸附能力随温度增加而增加,在40℃时最大吸附容量为137.696 mg/g。厌氧颗粒污泥对水中MG的吸附可以采用Redlich-Peterson模型进行描述,表明厌氧颗粒污泥对MG的吸附并非理想的单层吸附,而是物理吸附和生物化学吸附共同作用的结果;MG与厌氧颗粒污泥作用的速率取决于化学吸附,其中液膜内扩散速率是限制厌氧颗粒污泥对MG吸附的主要因素。     

L-半胱氨酸改性氧化石墨烯去除水中Hg(Ⅱ)

通过简单一步合成法,以L-半胱氨酸(L-Cysteine)作为改性剂,合成了工业级半胱氨酸功能化氧化石墨烯吸附剂L-Cysteine-GO。考察了不同条件下L-Cysteine-GO对Hg(Ⅱ)吸附性能的变化,如pH、吸附剂投加量、接触时间等;通过FTIR、拉曼光谱和SEM等表征手段,以探究该材料的吸附性能及机理。实验结果表明,当初始Hg(Ⅱ)浓度为200 mg/L、pH为7、投加量为1 g/L、吸附时间为60 min、温度为25℃时,最大吸附量为160.71 mg/g。准二级动力学、Freundlich模型与微观表征结果提示吸附机理为巯基等官能团对Hg(Ⅱ)的化学键合、材料对汞的静电吸附作用,主要为多层化学吸附。     

介孔生物炭的合成、改性及其对染料的吸附性能研究

以菠萝叶子为原材料,磷酸作活化剂,通过热处理合成介孔生物炭,再利用十六烷基三甲基溴化铵进行改性,采用扫描电镜、比表面积测试和傅里叶转换红外光谱表征改性前后材料的结构,研究其作为吸附剂处理染料废水的性能。室温下,藏红T的初始浓度150 mg/L,pH 11,吸附时间50 min,未改性吸附剂投加量0.6 g/L,去除率和吸附量分别达到96.33%和234.1 mg/g。胭脂红的吸附实验中,当初始浓度100 mg/L,pH 2,吸附时间50 min,改性吸附剂投加量0.5 g/L,去除率95.17%,吸附量为194.8 mg/g。分析数据表明,改性前后材料吸附染料的过程符合拟二级动力学模型和Langmuir等温线模型。     

NaHCO_3处理胶乳生产污泥制备吸附剂对阳离子染料的吸附

以胶乳生产厂脱水污泥为原料、1.40mol/L的NaHCO_3作膨胀剂,60℃浸渍并超声处理30min,污泥烘干后再经高温炭化制备吸附剂,将其用于吸附阳离子兰X-GRRL染料溶液,考察炭化温度、炭化时间、吸附剂粒径、吸附剂投加量、吸附时间及溶液pH对吸附效果的影响,并对其吸附动力学和吸附等温线类型进行了探讨。结果表明:污泥在炭化温度700℃、炭化时间120min的条件下,制备的吸附剂(粒径0.75mm)的比表面积为118.95m~2/g,孔隙结构较为发达,对染料溶液吸附效果最佳;在振荡频率150r/min、吸附温度为25℃±0.10℃、初始染料质量浓度为250mg/L、吸附剂投加量为1.20g/L、溶液pH为5.47、吸附时间为300min时,溶液脱色率可达98.30%,染料吸附量为204.80mg/g;其吸附动力学可用准二级动力学方程进行描述;符合Langmuir型吸附等温线,属于单分子层吸附;吸附剂浸出液及吸附处理后的染料溶液的COD值分别为4.00mg/L和20.00mg/L,不会对水体造成二次污染。     

氧化石墨烯的合成及其对龙胆紫染料废水的净化研究

水体有机污染难以处理,制备吸附性能好、价廉易得、绿色高效的净化剂十分必要。采用改进的Hummers法制备GO,并研究了GO对染料污水的吸附性能。对比了该吸附剂对6种染料的吸附性能,得出对龙胆紫的吸附效果最好,故选取龙胆紫为研究对象。设计了单因素实验,系统研究了不同条件下氧化石墨烯对龙胆紫的吸附,并拟合吸附动力学和等温模型。探究发现,氧化石墨烯投加量0.03 g, pH=9,吸附时间30 min,转速1 200 r/min,染料质量浓度为50 mg/L时吸附最优,吸附率为98.36%,吸附量81.96 mg/g。等温模型符合Langmuir吸附,动力学模型符合准二级动力学吸附。实验结果显示了氧化石墨烯对龙胆紫染料具有较强的吸附能力,有望在水体染料污染处理上发挥巨大作用。     

石墨烯的制备及其吸附性能研究

在制备出氧化石墨的基础上制备出石墨烯,并用XRD、SEM、TEM、FT-IR等手段对样品进行了一系列表征。以甲基橙废水为吸附模拟对象,考察了不同pH、温度、投加量对吸附脱色性能的影响,研究表明在45℃下,当甲基橙浓度为20 mg/L,pH=2,石墨烯投加量为300 mg/L时,石墨烯对甲基橙的吸附效果最好,此时吸附量q为56.67 mg/g,吸附脱色率R达85.02%。石墨烯对甲基橙染料废水的吸附脱色过程采用Langmuir和Freundlich等温吸附方程拟合,结果表明Langmuir方程有较好的相关性。分别采用准一级ln(q_e-q_t)=lnq_e-k_1t和准二级t/q_t=1/k_2q_e2+t/q_e模型考察了石墨烯对甲基橙染料废水的吸附动力学,准二级反应模型与实验数据之间有更好的相关性。此外,热力学方程的计算结果表明,石墨烯对甲基橙染料废水溶液的吸附脱色过程是自发吸热过程,且以物理吸附为主。     

β_3-SiW_(11)Ni/氧化石墨烯复合材料的制备及对亚甲基蓝的吸附性能

合成了杂多酸/氧化石墨烯复合材料β_3-SiW_(11)Ni/GO。用红外光谱、紫外光谱和X-射线粉末衍射仪对样品进行了表征,并对催化剂投入量、染料的初始浓度、溶液的pH等条件进行探究,确定了反应的最佳条件。结果表明,亚甲基蓝被β_3-SiW_(11)Ni/GO吸附的最佳条件为pH 8、催化剂用量为80 mg/L、染料浓度为15 mg/L,最大吸附率达89.80%,最大吸附量可达111.3 mg/g。     

辣椒秸秆生物炭对考马斯亮蓝染料的吸附性能研究

研究了不同热解温度下以辣椒秸秆为原材料制备的生物炭对水中考马斯亮蓝(CBB)染料的吸附特性,并对生物炭进行表征.结果表明,热解温度为700℃,烧制2 h下制备的辣椒秸秆生物炭对考马斯亮蓝的去除效果最好.在生物炭投加量为3 g/L,考马斯亮蓝染料初始质量浓度为50 mg/L,溶液pH为5,反应温度为25℃的条件下,吸附在120 min左右达到平衡,去除率可达92.66％,最大吸附量为20.51 mg/g.该吸附过程为单层吸附,符合伪二级动力学.辣椒秸秆生物炭可以有效去除水中的考马斯亮蓝染料.     

NaHCO处理胶乳生产污泥制备吸附剂对阳离子染料的吸附

以胶乳生产厂脱水污泥为原料、1.40mol/L的NaHCO₃作膨胀剂,60℃浸渍并超声处理30min,污泥烘干后再经高温炭化制备吸附剂,将其用于吸附阳离子兰X-GRRL染料溶液,考察炭化温度、炭化时间、吸附剂粒径、吸附剂投加量、吸附时间及溶液pH对吸附效果的影响,并对其吸附动力学和吸附等温线类型进行了探讨。结果表明：污泥在炭化温度700℃、炭化时间120min的条件下,制备的吸附剂（粒径<0.75mm）的比表面积为118.95m²/g,孔隙结构较为发达,对染料溶液吸附效果最佳;在振荡频率150r/min、吸附温度为25℃±0.10℃、初始染料质量浓度为250mg/L、吸附剂投加量为1.20g/L、溶液pH为5.47、吸附时间为300min时,溶液脱色率可达98.30%,染料吸附量为204.80mg/g;其吸附动力学可用准二级动力学方程进行描述;符合Langmuir型吸附等温线,属于单分子层吸附;吸附剂浸出液及吸附处理后的染料溶液的COD值分别为4.00mg/L和20.00mg/L,不会对水体造成二次污染。     

柱状商品活性炭对苯胺的吸附研究

为了研究柱状商品活性炭对苯胺的吸附效果及影响规律,探索了柱状商品活性炭吸附苯胺的影响因素及吸附最佳条件?在单因素试验及正交试验的基础上,对苯胺的脱除率和吸附量进行了单因素方差分析,结果表明吸附影响因素(投炭量、吸附时间、苯胺初始浓度、pH)对脱除率的影响水平强弱次序为:吸附时间苯胺溶液浓度pH活性炭投加量,对吸附量的影响水平强弱次序为:吸附时间苯胺溶液浓度pH活性炭投加量。当活性炭投加量是1 g(即2 g活性炭/mg苯胺),吸附时间180 min,苯胺溶液初始含量10 mg/L,pH为4时脱除率最大能够达到97.21%;当活性炭投加量是0.5 g(即1 g活性炭/mg苯胺),吸附时间180 min,苯胺溶液初始含量10 mg/L,pH为7时吸附量最大能够达到0.9663 mg/g。     

功能化氧化石墨烯/纤维素共混复合材料对Pb~(2+)吸附性能的研究

采用改进的Hummers制备氧化石墨烯,对其进行功能化改性,制得功能化氧化石墨烯f-GO,再将功能化氧化石墨烯和纤维素共混,制备了具有较强吸附性能的功能化氧化石墨烯/纤维素复合材料(f-GO/CE)。以复合材料为载体,用静态法考察了pH值、吸附时间、初始浓度等因素对f-GO/CE吸附Pb~(2+)效果的影响。结果表明,吸附最适pH为6,吸附时间是150 min,最佳初始浓度为240 mg/L;同时f-GO/CE对Pb~(2+)的吸附行为符合Langmiur方程,吸附最大量可达到105mg/g,其对铅离子具有优异的吸附性能。     

VMT/P(AMPS-co-AA)复合高吸水树脂的性能测试

研究了溶液pH、盐浓度对辉光放电电解等离子体引发合成的蛭石/聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-co-丙烯酸) (VMT/P(AMPS-co-AA)) 复合高吸水树脂的溶胀行为的影响,考察了染料pH、吸附时间、染料浓度等因素对复合高吸水树脂吸附量的影响,同时对树脂的吸附-解吸性能进行了研究。结果表明, VMT/P(AMPS-co-AA)具有高吸水性、pH敏感性、盐敏感性以及高吸附性。该树脂在蒸馏水中的最大溶胀率达到822.4 g/g,对阳离子染料亚甲基蓝(MB)、结晶紫(CV)和孔雀石绿(MG)的吸附量分别可达2027.8, 2171.8和883.2 mg/g。在pH=6.5和25℃下,其对染料的吸附行为符合动力学准二级模型,该树脂还具有一定的吸附-解吸性能和重复利用性能。     

氧化石墨烯/硅藻土复合材料的制备及去除废水中亚甲基蓝的应用

将天然硅藻土与Hummers法制得的氧化石墨烯进行复合,得到氧化石墨烯/硅藻土复合材料,并研究了该复合材料对亚甲基蓝染料的吸附过程。复合材料与亚甲基蓝染料处理时间为30min,初始溶液pH=8时,亚甲基蓝的脱色率和吸附量可达最大;吸附剂质量浓度为2mg/mL时,脱色率可达95%以上。氧化石墨烯/硅藻土吸附亚甲基蓝的过程可以用二级动力学模型很好地拟合,说明吸附速率对初始浓度较为敏感,主要为化学吸附。吸附等温线符合Freundlich等温线模型,已测得亚甲基蓝在氧化石墨烯(GO)/硅藻土上的最大吸附量为125mg/g。     

焦粉吸附材料制备及其对水中Cd~(2+)的吸附性能研究

采用KOH活化改性制备焦粉吸附材料MCP,研究MCP对水中Cd⁽²⁺⁾的吸附效果。结果表明,在KOH溶液浓度14 mol/L(焦粉质量∶KOH溶液体积=1∶4),活化温度850℃,活化时间120 min工艺条件下制得的MCP,亚甲基蓝吸附值达到132.5 mg/g。在30℃、pH值8.0的25 m L含Cd(2+)的吸附效果。结果表明,在KOH溶液浓度14 mol/L(焦粉质量∶KOH溶液体积=1∶4),活化温度850℃,活化时间120 min工艺条件下制得的MCP,亚甲基蓝吸附值达到132.5 mg/g。在30℃、pH值8.0的25 m L含Cd⁽²⁺⁾(浓度为100 mg/L)废水中,投加0.2 g的MCP,处理120 min,Cd(2+)(浓度为100 mg/L)废水中,投加0.2 g的MCP,处理120 min,Cd⁽²⁺⁾去除率达96.91%,吸附量为12.12 mg/g。实验条件下,MCP对Cd(2+)去除率达96.91%,吸附量为12.12 mg/g。实验条件下,MCP对Cd⁽²⁺⁾吸附过程与准一级动力学及准二级动力学模型均有较好吻合,后者拟合度更高;用Langmuir和Freundlich模型处理等温吸附线,前者与实际过程更为接近。     

石墨烯/壳聚糖材料的制备及其吸附性能研究

以石墨烯和壳聚糖为原料,采用冷冻干燥法制备出石墨烯/壳聚糖(G/Cs)材料,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对G/Cs进行了表征。以罗丹明B作为污染物,G/Cs为吸附材料,得出最佳工艺条件:在25℃、pH=4、材料用量0.1 g/L条件下,对400 mg/L的罗丹明B污染物反应12 h后的最大饱和吸附容量达856.95mg/g。利用灰色系统理论对相关因素关联分析,得出污染物浓度因素对罗丹明B吸附容量的影响最大。     

铁碳材料处理亚甲基蓝溶液效果及其机理研究

对某种市面上购得的铁碳材料进行研究,以阳离子染料亚甲基蓝(MB)为污染物,探讨材料的成分和作用机制。实验考察了pH值、铁碳材料投加量、亚甲基蓝浓度对处理效果的影响。当初始MB浓度为100 mg/L,pH为5.92时,投加50 g/L材料,在200 r/min的转速下反应180 min后,MB去除率能达到96%。发现铁碳材料在较广泛pH范围(2.33～11.06)内都能很好地去除亚甲基蓝,但作用机理有所不同。酸性条件下,铁碳微电解作用和吸附作用同时奏效,会加快MB的去除,而在中性及碱性条件下,则以吸附作用为主。在pH=5.92时,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,最大吸附容量为32.16 mg/g。     

氧化石墨烯/二氧化硅复合材料的制备及吸附性能

以改进的Hummers法制备的氧化石墨烯溶液为原料,十六烷三甲基溴化铵为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,采用软模板法制备了氧化石墨烯/二氧化硅复合材料。借助红外光谱仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪对样品的物质结构和微观形貌进行分析表征。以亚甲基蓝模拟染料废水,石墨烯/二氧化硅复合材料为吸附剂,研究其在不同吸附时间、反应温度、ρ(亚甲基蓝)、吸附剂投加量、体系pH值下,对体系吸附量和去除率的影响。结果表明,复合材料出现了C—O—Si的特征峰,说明石墨烯与二氧化硅复合成功;且复合材料在温度为35℃,搅拌时间为90 min,pH=4,ρ(亚甲基蓝)=5 mg/L,投加量为50 mg时吸附性能最好,吸附量为22.75 mg/g,去除率为91%。     

乙酸膨润土对孔雀石绿的吸附去除

为提高膨润土对染料的吸附性能,制备了有机酸改性膨润土-乙酸膨润土(AAB).对AAB 进行了N₂-BET、FTIR 和XRD 表征分析,同时考察了影响乙酸膨润土(AAB)去除孔雀石绿(MG)的主要因素,并进行了吸附 动力学和吸附等温模型研究。研究结果表明,乙酸分子已成功负载在天然膨润土(RB)上,AAB 的比表面积为 45m2/g;层间距为1.721nm;在实验条件下,用0.4g/L 的吸附剂处理300mg/L 的MG,MG 的脱色率达到99%; pH 值为1～12 时,AAB 对MG 的脱色率均达到97%以上;低浓度的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)能提高AAB 对MG 的去除率,而加入十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)会产生很强的抑制作用;AAB 对MG 的吸附符合 Langmuir 模型,Langmuir 吸附容量高达1250mg/g;MG 在AAB 上的吸附先是一个快速吸附阶段,然后逐渐到 达吸附平衡,符合准二级动力学模型。总之,AAB 环保无毒,在MG 去除方面具有用量低、适应pH 值范围广、吸附容量大和吸附快速的优势。     

伏牛花茎木粉体颗粒及灰分吸附腐植酸的比较研究

正本文研究了伏牛花茎粉(BSP)和伏牛花茎灰(BSA)去除水中腐植酸(HA)的实际应用。通过不同pH(3～11)、反应时间(5～20 min)、初始浓度(5～40 mg/L)、吸附剂用量(1～4 g/L)及温度(15～35℃)测试吸附过程。结果表明:在上述优化条件下(pH=7,反应时间10 min,温度15℃,初始浓度40 mg/L,吸附量1.0g/L),BSP和BSA的最大吸附量分别为20.22和16.95 mg/g。