海藻酸钠负载聚乙烯亚胺功能球对Cu~(2+)吸附研究

以海藻酸钠-聚乙烯亚胺均相水溶胶为前驱体,用溶胶-凝胶法制备了毫米级(2.8³ mm)海藻酸钠负载聚乙烯亚胺(SA-PEI)功能球,考察了pH、吸附时间、初始浓度、温度对Cu3 mm)海藻酸钠负载聚乙烯亚胺(SA-PEI)功能球,考察了pH、吸附时间、初始浓度、温度对Cu⁽²⁺⁾吸附过程的影响。结果表明,SA-PEI功能球对Cu(2+)吸附过程的影响。结果表明,SA-PEI功能球对Cu⁽²⁺⁾最佳吸附pH为5.5,吸附平衡时间为36 h,吸附Cu(2+)最佳吸附pH为5.5,吸附平衡时间为36 h,吸附Cu⁽²⁺⁾为自发、吸热、熵增过程;吸附动力学过程遵循拟二级动力学模型,吸附符合Freundlich等温模型,且在实验浓度范围内,功能球对Cu(2+)为自发、吸热、熵增过程;吸附动力学过程遵循拟二级动力学模型,吸附符合Freundlich等温模型,且在实验浓度范围内,功能球对Cu⁽²⁺⁾最大吸附量为260.5 mg/g;吸附饱和的SA-PEI功能球可以用EDTA-2Na溶液很好的脱附,6次吸附-脱附后仍保持较好的吸附活性。     

海藻酸钠改性铝污泥功能球吸附Cu(Ⅱ)的研究

以铝污泥(AlS)和海藻酸钠(SA)为主要原材料,经过溶胶-凝胶法制备海藻酸钠改性铝污泥(SA-AlS)功能球,研究了温度、pH、初始浓度、吸附时间对Cu(Ⅱ)吸附过程所产生的影响。结果表明,SA-AlS功能球在Cu(Ⅱ)的吸附过程中最佳pH为5.5,吸附平衡时间为24 h,吸附过程为自发、吸热、熵增的过程,吸附等温线拟合结果表明,SA-AlS功能球对Cu(Ⅱ)的吸附行为更符合Langmuir模型,表明该吸附过程主要涉及单层吸附;拟一级和拟二级动力学模型研究表明,该吸附过程与拟二级动力学模型更符合,故SA-AlS功能球对Cu(Ⅱ)的吸附过程主要由化学吸附控制。吸附饱和的SA-AlS功能球可以用EDTA-2Na溶液很好地脱附,5次吸附-脱附后仍保持较好的吸附活性。     

漆酶/t-BHP催化香草醛-丙烯酸合成水凝胶的研究

以N,N-亚甲基-双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,通过漆酶/叔丁基过氧化氢(t-BHP)催化体系合成了具有高吸附性能的香草醛-g-丙烯酸(VA-g-AA)水凝胶,并研究了其对Cu~(2+)的吸附能力。结果表明,实验中合成的VA-g-AA水凝胶对Cu~(2+)具有较高的吸附性能。随着Cu~(2+)浓度的增大,水凝胶的吸附性能也增大。当Cu~(2+)浓度为2000 mg/L时,水凝胶的吸附量可达1268 mg/g。当Cu~(2+)溶液的pH值在2.0～5.0时,pH值越高越有利于水凝胶吸附。水凝胶对Cu~(2+)等温吸附和吸附动力学分别符合Freundlich模型和准一级动力学模型。     

固定化Cu~(2+)螯合亲和膜的制备及其吸附研究

以尼龙66为基膜,环氧氯丙烷为活化剂,壳聚糖为交联剂,亚胺基二乙酸为螯合剂,Cu~(2+)为配位基,制备了固定化Cu~(2+)螯合亲和膜。讨论了该膜对牛血清蛋白(BSA)的吸附机理;研究了BSA溶液初始浓度、pH值和吸附时间对亲和膜吸附量的影响,采用SEM对其表面形貌进行表征。结果表明:较高的BSA初始浓度和pH值,较长的吸附时间均有利于膜对BSA的吸附;Langmuir吸附等温模型和准二级动力学模型可用于该膜对BSA的吸附相关性。     

纳米伊/蒙黏土吸附脱除水中Cu~(2+)和Cd~(2+)离子

探索经精细加工的纳米伊/蒙混层黏土吸附水中2种二价重金属离子(即Cu~(2+)和Cd~(2+))的吸附性能,并考察了该黏土在吸附过程中pH值、黏土用量、吸附时间、吸附温度和重金属离子浓度诸因素对水中Cu~(2+)和Cd~(2+)离子吸附性能的影响。结果表明:纳米伊/蒙黏土对水中重金属离子的吸附量随pH值的增加而增加,当pH4时,吸附量基本趋于稳定;在优化条件下,纳米伊/蒙黏土对水中Cu~(2+)和Cd~(2+)的最大吸附脱除率分别为95.15%和91.53%。用准一级和准二级动力学模型拟合纳米伊/蒙黏土吸附Cu2+和Cd2+的吸附动力学过程。结果表明,准二级动力学模型能够拟合纳米伊/蒙黏土对Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附过程。吸附热力学研究还表明,纳米伊/蒙黏土吸附Cu~(2+)和Cd~(2+)属于物理吸附过程。另外,利用Langmuir和Freundlich等温线模型分析纳米伊/蒙黏土分别吸附不同浓度Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附过程。Langmuir模型能有效地拟合纳米伊/蒙黏土吸附Cu~(2+)和Cd~(2+)的等温吸附过程,由其获得的单层纳米伊/蒙黏土对Cu~(2+)和Cd~(2+)饱和吸附量分别为7.99 mg/g和12.68 mg/g。     

改性蒙脱土对废水中镍(Ⅱ)的吸附效果研究

天然蒙脱土用FeCl_3、AlCl_3、HCl及NH_4Cl 4种试剂进行改性,加入海藻酸钠制成小球处理含镍废水。研究海藻酸钠和改性蒙脱土比例、小球投加量、pH、吸附时间、Ni⁽²⁺⁾浓度、温度对小球吸附Ni(2+)浓度、温度对小球吸附Ni⁽²⁺⁾的性能影响。结果表明,HCl改性蒙脱土对Ni(2+)的性能影响。结果表明,HCl改性蒙脱土对Ni⁽²⁺⁾去除率最高,2%海藻酸钠和10%蒙脱土溶液的最佳比例是1∶1混合。10 mg/L的Ni(2+)去除率最高,2%海藻酸钠和10%蒙脱土溶液的最佳比例是1∶1混合。10 mg/L的Ni⁽²⁺⁾溶液在自然pH下,投加量为5 g/L,在30℃振荡吸附3 h,Ni(2+)溶液在自然pH下,投加量为5 g/L,在30℃振荡吸附3 h,Ni⁽²⁺⁾去除率可达97%。吸附动力学符合准二级反应方程,吸附热力学符合Langmuir等温吸附模型,热力学参数ΔH>0,ΔS>0,ΔG<0。小球用5%HCl再生,连续3次吸附-再生处理,其对10 mg/L Ni(2+)去除率可达97%。吸附动力学符合准二级反应方程,吸附热力学符合Langmuir等温吸附模型,热力学参数ΔH>0,ΔS>0,ΔG<0。小球用5%HCl再生,连续3次吸附-再生处理,其对10 mg/L Ni⁽²⁺⁾去除率仍保持97%。     

PSSMA修饰磁性氧化石墨烯对Pb2+、Cu2+ 的吸附性能

以氧化石墨烯(GO)、FeCl_3·6H_2O及聚(4-苯乙烯磺酸-共聚-马来酸)钠盐(PSSMA)为主要原料,通过简便一步溶剂热法制备了阴离子聚电解质修饰磁性氧化石墨烯(MGO@PSSMA),并将其用于水溶液中重金属Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附去除。采用FTIR、SEM、TEM、VSM和DLS对制备的MGO@PSSMA进行了表征。考察了溶液pH、吸附时间、溶液初始质量浓度对Pb~(2+)、Cu~(2+)在MGO@PSSMA及未经PSSMA修饰磁性氧化石墨烯(MGO)上吸附的影响。探讨了吸附等温过程、吸附动力学及吸附作用机理。结果表明:MGO表面引入PSSMA可有效增加其对Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附量。在pH=5,溶液初始质量浓度为300 mg/L时,MGO@PSSMA对Pb~(2+)和Cu~(2+)的实际吸附量达141.1和104.8 mg/g。当溶液初始质量浓度为150 mg/L时,MGO@PSSMA对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附平衡时间分别为2和1.5 min。MGO@PSSMA对Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附动力学及吸附等温数据分别符合准二级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温模型。使用乙二胺四乙酸(EDTA)和HCl可实现MGO@PSSMA的有效再生;通过外加磁场作用可实现MGO@PSSMA的回收再利用。     

高炉渣对废水中Cu~(2+)吸附性能的研究

用高炉渣吸附废水中的Cu~(2+),探讨了反应时间、吸附剂投加量、吸附温度和废水pH等因素对废水中Cu~(2+)去除率的影响,并从动力学和等温吸附模型探讨了吸附作用机理。结果表明,当吸附温度为室温(25℃)、吸附剂投加量为1.2 g、反应时间为60 min、废水初始pH为7时,Cu~(2+)去除率达95.18%;高炉渣吸附剂对废水中Cu~(2+)的吸附过程符合吸附伪二级动力学方程和Langmuir吸附等温模型,这表明此吸附过程主要是单分子层吸附,并且吸附是容易发生的。     

改性煤气化灰渣吸附重金属离子的研究

以煤气化灰渣为原料,采用酸改性法(HF酸)制备改性煤气化灰渣。通过静态实验研究了改性煤气化灰渣对溶液中Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附特性,测定了溶液pH值、吸附时间、金属离子初始浓度对吸附的影响。结果表明,二级动力学方程很好的描述溶液中重金属离子在改性煤气化灰渣上的吸附过程;吸附等温线符合Langmuir模型,Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的静态饱和吸附量分别为112.07,40.18,31.21 mg/g。     

改良固定化香菇废弃物对Cu~(2+)的热力学吸附研究

利用磷酸钠对固定化香菇进行二次交联反应,缩短了固定化香菇对Cu~(2+)吸附平衡时间,探讨其吸附等温线、吸附动力学及吸附热力学。结果表明,改良固定化香菇对Cu~(2+)的吸附平衡时间为120 min,伪二级动力学模型比伪一级动力学模型更适合描述改良固定化香菇吸附Cu~(2+)的动力学过程,相关系数R~2为0.998 1;Langmuir模型和Freundlich模型均能很好地描述改良固定化香菇吸附Cu~(2+)的热力学过程,热力学参数ΔH~θ=8.91 kJ/mol,ΔS~θ=26.15 J/(mol·K),ΔG~θ=-1.93 kJ/mol(40℃),这表明改良固定化香菇吸附Cu~(2+)是一个自发吸热的过程,温度的升高更有利于吸附的进行。     

柚皮粉复合高吸水树脂吸附溶液中Cu2+的行为及机理

探究了柚皮粉接枝聚丙烯酸-聚丙烯酰胺复合高吸水树脂(PP-SA)对Cu~(2+)的吸附行为及机理。考察了吸附时间及硫酸铜初始质量浓度对PP-SA吸附Cu~(2+)容量的影响,并对其吸附过程进行热力学等温线及动力学方程拟合,用XPS及TG对吸附Cu~(2+)溶液饱和的PP-SA进行了表征,探讨了其吸附Cu~(2+)机理。结果表明:硫酸铜初始质量浓度为2000mg/L时PP-SA的Cu~(2+)吸附容量最大,可达199.3mg/g,吸附约6.5h即达饱和;PP-SA对Cu~(2+)的吸附等温线符合Langmuir吸附等温式,吸附动力学符合准二级动力学方程;PP-SA对Cu~(2+)的吸附主要通过离子交换、螯合作用及静电吸引实现,被吸附的铜物种以Cu~(2+)形式存在,其中有小部分CuSO_4。     

聚丙烯腈基改性功能纤维选择性吸附饮用水中Cu2+研究

将聚乙烯亚胺(PEI)接枝到聚丙烯腈(PAN)纤维上制备了氨基螯合纤维(PAN-PEI纤维),在初始pH值为7.2、铜离子(Cu~(2+))浓度为3.00 mg/L条件下,分别研究了PAN-PEI纤维吸附混合溶液及饮用水中Cu~(2+)时对钙离子(Ca~(2+))和镁离子(Mg~(2+))的选择性。结果表明:在混合溶液中Cu~(2+)初始浓度不变的情况下,随着Ca~(2+)和Mg~(2+)初始浓度的增加,PAN-PEI纤维吸附Cu~(2+)时对Ca~(2+)和Mg~(2+)的吸附选择系数降低,但仍具有很好的吸附选择性;在饮用水中Cu~(2+),Ca~(2+),Mg~(2+)浓度分别为0.011,42.42,11.17 mg/L的情况下,将Cu~(2+)浓度加标至3.00 mg/L,采用PAN-PEI纤维处理饮用水,纤维吸附Cu~(2+)时对Ca~(2+)和Mg~(2+)的吸附选择系数分别为2 808和1 647,处理后饮用水中Cu~(2+)浓度为0.17 mg/L,Cu~(2+)去除率为94.33%,Ca~(2+)和Mg~(2+)仅分别损失了0.59%和0.98%;采用PAN-PEI纤维处理Cu~(2+)含量超标饮用水,吸附Cu~(2+)时对Ca~(2+)和Mg~(2+)具有很好的选择性。     

壳聚糖固化单宁颗粒的制备及其吸附Cu~(2+)离子的研究

采用壳聚糖颗粒为固化介质,将单宁和壳聚糖以共价方式结合,制备了壳聚糖固化单宁颗粒吸附剂。采用红外光谱对所得吸附剂进行表征,并研究了各种操作条件,如溶液的pH值、溶液Cu~(2+)离子浓度、吸附时间等对吸附性能的影响。结果表明,升高溶液的pH值(实验中pH不大于7)和Cu~(2+)离子浓度会提高吸附剂的吸附量;吸附剂对Cu~(2+)离子有较快的吸附速度,60 min可达到吸附平衡;溶液中共存的Na~+离子会降低吸附剂对Cu~(2+)离子的吸附能力;对Cu~(2+)离子的吸附规律符合Langmuir吸附等温模型,最大吸附量达到75.23 mg·g~(-1)。     

含咪唑啉基偕胺肟化聚合物合成及其对Cu(Ⅱ)吸附性能

以丙烯酰胺(AM)、丙烯腈(AN)、1-(2-N-烯丙基氨乙基)-2-油酸基咪唑啉(NIPA)为原料,制备了咪唑啉基偕胺肟化聚合物AM/AO/NIPA。对其进行了FTIR、SEM和TG表征。通过静态吸附实验考察了pH、吸附时间、溶液初始浓度对聚合物AM/AO/NIPA和吸附剂聚丙烯酰胺(PAM)吸附低浓度Cu~(2+)过程的影响,并探讨了吸附机理。结果表明:聚合物AM/AO/NIPA的Cu~(2+)吸附容量受溶液pH影响不大;当聚合物AM/AO/NIPA加入量为0.05 g时,在30℃、pH=5、吸附3 h后,对Cu~(2+)质量浓度为100 mg/L的溶液吸附达到平衡,此时吸附容量为37.32 mg/g;整个吸附过程符合准二级动力学模型,以化学吸附为主;对Langmuir和Freundlich等温吸附模型均能较好拟合。通过Langmuir模型拟合计算得到,偕胺肟化聚合物AM/AO/NIPA的Cu~(2+)饱和吸附量为267.38 mg/g,是相同条件下吸附剂PAM饱和吸附量的3倍以上。AM/AO/NIPA循环使用4次后,吸附量保留率高达92.99%。     

聚乙烯亚胺与铜离子的络合行为

利用紫外-可见光光谱法研究聚乙烯亚胺(PEI)与Cu~(2+)的络合过程,在紫外区出现了强度很大的吸收峰,表明有新的络合物形成。对可见光区发生的蓝移现象进行了理论分析,并确定PEI与Cu~(2+)能够快速形成配位数为4的稳定螯合物。另外,为聚乙烯亚胺能否作为廉价的测定Cu~(2+)浓度的显色剂做了第一步工作。     

Cu2+印迹交联壳聚糖微球的合成及吸附性能

利用分子印迹技术,以壳聚糖(CS)为功能单体,Cu~(2+)为印迹离子,通过稀氨水固化、环氧氯丙烷交联、盐酸洗脱Cu~(2+),制得了Cu~(2+)印迹交联壳聚糖微球(Cu~(2+)-ICM)。采用FTIR、XRD和FESEM对产品进行了表征,并测定了微球的骨架密度、含水量和交联度。结果表明:交联改性可使微球具有多孔结构和良好的结构稳定性,能够很好地降低CS的酸溶性,提高微球对Cu~(2+)的吸附性能。通过正交实验L_9(3~4)得到Cu~(2+)-ICM的最优制备条件为:CS 1.5 g,环氧氯丙烷2.5 mL,80℃下交联3.0 h,制得的微球对Cu~(2+)吸附量为67.80 mg/g。在单组分体系中考察了微球对Cu~(2+)的吸附性能。结果表明:当微球投加量为50 mg,Cu~(2+)初始质量浓度为338.7 mg/L,pH=5.0时,吸附量为72.80 mg/g。     

果胶-PDA微球的功能化制备及其对Th~(4+)的吸附性能

以果胶为原料,利用溶胶-凝胶法,Ca~(2+)为交联剂制备出果胶-Ca微球,使用多巴胺修饰果胶-Ca微球生成功能化的吸附剂果胶-聚多巴胺(PDA)微球。探讨了该吸附剂去除Th~(4+)的吸附性能,并利用SEM、FTIR和XPS分析了其功能化制备和吸附的机理。结果表明,果胶-PDA微球在pH=3.5时吸附效果最好,在25℃、pH=3.5、初始Th~(4+)质量浓度为24mg/L、吸附剂质量为0.03g的条件下,接触时间为1200min时,吸附容量可达到37.172mg/g;共存离子Cs+、Sr~(2+)、Mn~(2+)和Mg~(2+)对Th~(4+)的吸附影响较小,说明该吸附剂对Th~(4+)的吸附选择性较好;热力学和动力学研究结果表明,吸附过程符合线性Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型,最大吸附量为99.010 mg/g;热力学数据表明,果胶-PDA吸附Th~(4+)是一个自发吸热的过程;TG分析可知,果胶-PDA的热稳定性较改性前果胶-Ca有所提高;果胶-PDA上的N、O与溶液中Th~(4+)发生的螯合作用是果胶-PDA微球对Th~(4+)的主要吸附机理。     

污泥基生物炭的制备及其对重金属的吸附性能

本研究采用城市生活污泥为原料,污泥活化后低温炭化所得的生物炭用作吸附剂去除水溶液中的Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(6+)重金属离子。并对所得生物炭进行了表征,研究了溶液pH值、初始浓度、吸附时间对生物炭吸附能力的影响,并对吸附机理进行了分析。实验结果表明:所得生物炭对Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(6+)的最大吸附值分别为250 mg/g、93.5 mg/g、44.4 mg/g、142 mg/g。生物炭对Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(6+)的等温吸附曲线符合Langmuir方程,吸附动力学过程可以用伪二阶模型来描述。     

改性粉煤灰处理含铜废水的研究

采用NaOH溶液对粉煤灰进行改性,并研究了粉煤灰和改性粉煤灰对Cu~(2+)的吸附性能。考察了反应时间、吸附剂投加量及溶液pH值对吸附过程的影响,同时研究了粉煤灰和改性粉煤灰吸附Cu~(2+)的动力学和等温线。结果表明:改性后,粉煤灰的吸附性能显著提高。当反应时间为90min、吸附剂投加量为3g、溶液pH值为9时,改性粉煤灰对Cu~(2+)的去除率达到99%以上。粉煤灰和改性粉煤灰对Cu~(2+)的吸附符合拟二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型,即符合单分子层吸附理论。     

水葫芦催化热解动力学特性

利用热重法对吸附了重金属盐CuSO_4的水葫芦(WH)热解特性及反应动力学进行研究,考察重金属Cu~(2+)在水葫芦热解过程中的催化作用,同时采用Coats-Redfern法根据热重曲线对催化热解过程进行拟合计算获得水葫芦热解的活化能和指前因子等动力学参数来建立动力学模型。热重分析结果表明:Cu~(2+)对水葫芦热解过程有明显的催化作用,随着Cu~(2+)浓度的增大,水葫芦热解最大失重率明显增大,在Cu~(2+)浓度为0.5%时达到最大值为96.26%,相比于水葫芦单独热解提高了32.92%。动力学分析表明:可以用一级反应来描述水葫芦热解过程;当Cu~(2+)浓度为0.5%时,水葫芦主要组分热解的活化能均有所下降。因此,Cu~(2+)浓度为0.5%时对水葫芦热解过程最有利。