甲醛-戊二醛交联壳聚糖树脂对Cu(Ⅱ)的吸附热力学及动力学研究

通过静态吸附实验考察交联壳聚糖树脂对Cu(Ⅱ)的等温吸附特性,并对其进行热力学及动力学分析。结果表明:树脂对Cu(Ⅱ)的等温吸附符合Langmuir方程,在实验浓度和温度范围内,该吸附过程表现为自发的吸热过程;吸附动力学符合准二级动力学方程,反应活化能为44.52kJ/mol,表明交联壳聚糖树脂对Cu(Ⅱ)的吸附由化学吸附控制。     

壳聚糖／PVA微粒吸附对PNP的热力学与动力学

研究了壳聚糖/PVA微粒吸附对硝基苯酚(PNP)的热力学与动力学特性,获得在其吸附最适pH为8,随吸附温度的升高,吸附量降低;通过计算不同温度下各热力学参数ΔG0、ΔH0和ΔS0,证实该吸附为一自发的放热过程;对实验数据运用相关数学模型拟合,得出等温吸附平衡符合Langmuir与Fre-undlich模型,吸附过程动力学更适合二级反应。     

莠去津磁性分子印迹材料制备与吸附应用研究

以莠去津(atrazine)为模板分子,甲基丙烯酸(methyl acrylic acid,MAA)为功能单体,Fe3O4磁性纳米微球为载体,制备了具有特异性识别莠去津的磁性分子印迹聚合物。通过Langmuir等温吸附模型得莠去津分子印迹聚合物(atrazine-magnetic molecularly imprinted polymer,AT-MMIPs)最大吸附量为84.34mg/g;结合吸附动力学模型和吸附位点Scatchard方程对莠去津磁性分子印迹聚合物进行了吸附机理分析。对水库水样中存在的痕量莠去津进行了模拟检测分析,结果表明莠去津磁性分子印迹聚合物用于检测水样中残存的痕量莠去津是可行的。     

氰基功能化无机有机杂化铁离子印迹材料对Fe(Ⅲ)的吸附行为

研究了氰基功能化无机有机杂化铁离子印迹材料对Fe(Ⅲ)的吸附行为.采用静态法测量吸附数据,并通过线性拟合计算出等温吸附模型、吸附动力学和吸附热力学的相应常数.在298. 15 K的500 mg/L Fe(Ⅲ)溶液(pH=2. 4)中,功能化无机有机杂化铁离子印迹材料对Fe(Ⅲ)的吸附容量为36. 9 mg/g,对Fe(Ⅲ)的吸附平衡时间为20 min;在298. 15、308. 15和318. 15 K条件下,吸附过程的吉布斯自由能ΔG~0均为负值,吸附过程的焓变ΔH~0和熵变ΔS~0为正值.功能化无机有机杂化铁离子印迹材料对Fe(Ⅲ)的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级反应动力学模型,吸附是一个吸热的自发进行的过程.     

印迹复合壳聚糖膜的制备及其选择性吸附分离铜离子

提出一种大孔印迹复合壳聚糖(CS)膜吸附材料,采用离子印迹技术和胶体晶体模板对水中铜离子进行吸附。加入聚苯乙烯(PS)微球和铜模板,分别形成三维大孔结构和离子印迹位点。此外,还加入聚苯乙烯和蒙脱土(MMT)对膜材料进行有机和无机的改性,达到其机械性能增强、结构稳定牢固的目的。最后,通过干燥形成薄膜。吸附实验表明,壳聚糖/蒙脱土(CS/MMT)印迹复合膜在水溶液中对Cu²⁺的去除效果良好,在pH=7.0的中性条件下具有良好的吸附性能,吸附效率高,最大吸附量为230.48 mg/g,吸附过程更符合准二级动力学模型和Langmuir等温线,对Cu²⁺有较好的选择性吸附。此外,CS/MMT印迹复合膜可以多次再生,作为吸附剂重复使用,保持了较高的吸附容量。这种印迹模板法对生物材料中污染物的选择性吸附具有重要意义,值得深入研究。     

Fe_3O_4@NiSiO_3磁性纳米粒子对刚果红的吸附性能研究

研究了Fe3O4@NiSiO3磁性纳米粒子对染料刚果红的吸附,吸附动力学结果表明磁性Fe3O4@NiSiO3吸附剂对染料刚果红的吸附等温线符合Freundlich模型,吸附过程符合拟二级动力学方程.吸附热力学结果表明反应是自发吸热过程,反应以物理吸附为主.     

磁性壳聚糖表面离子液体固定化及其对丙烯酰胺吸附性能研究

以Fe3O4作为磁性纳米粒子,悬浮交联法制备磁性壳聚糖微球;以戊二醛作为交联剂在磁性壳聚糖微球表面固定离子液体;利用紫外分光光度法研究磁性壳聚糖固定化离子液体对丙烯酰胺的吸附性能.吸附动力学实验表明：2 h吸附容量为1.45 mg/g,3 h吸附基本达到平衡.结果显示：制备的磁性壳聚糖固定化离子液体对丙烯酰胺具有良好的吸附性能.     

氧化石墨/壳聚糖磁性复合吸附剂对活性艳红吸附性能研究

采用原位共沉淀法制备了氧化石墨/壳聚糖磁性复合吸附剂,研究了氧化石墨/壳聚糖磁性复合吸附剂对活性艳红的吸附行为,发现壳聚糖与氧化石墨的加入量为重量比在200:1时对活性艳红的吸附量最大.考察了氧化石墨/壳聚糖磁性复合吸附剂在不同pH值、不同时间下对活性艳红的吸附性能.实验结果表明,该吸附剂吸附活性艳红的最佳pH值为2,饱和吸附量为706mg/g,吸附速度快,对活性艳红的吸附在30min内达吸附平衡.吸附过程可用Langmuir吸附等温线描述,符合二级动力学方程.经10次吸附后,对活性艳红仍保留了初次吸附量的61%,具有一定的重复使用性.     

新型壳聚糖交联树脂的制备及对Pb(Ⅱ)吸附热性能研究

以自制的壳聚糖树脂生成装置,采用改进的滴加成球法,以环氧氯丙烷做交联剂,合成新型壳聚糖交联树脂.研究树脂对Pb(Ⅱ)的吸附效果,探讨了溶液pH、吸附时间、温度、初始浓度等因素对其吸附性能的影响及吸附热力学和动力学.结果表明,pH对树脂吸附Pb(Ⅱ)的影响较大;在pH=6,温度30℃,吸附4.5 h时,最大吸附容量可达105.0 mg/g;用Temkin等温线模型和Pseudo second-order动力学模型对树脂的吸附过程进行线性拟合,相关系数R2分别为0.999 5和0.992 6,表明新型交联树脂对Pb(Ⅱ)的吸附是物理吸附和化学吸附共同作用的结果.     

磁性活性炭对水体中磺胺嘧啶钠的吸附机理研究

以沙柳为原料,通过一步热解制备了磁性活性炭(MBC),研究了其对水中磺胺嘧啶钠(SAS)的吸附行为。考察了吸附时间、溶液浓度、pH值、盐离子浓度等因素对吸附效果的影响。结果显示,磁性活性炭对磺胺嘧啶钠的吸附量在298 K时达到248.4 mg/g,吸附动力学符合Elovich模型,整个吸附过程为膜扩散和内扩散共同控制。吸附热力学符合Freundlich和Koble-Corrigan模型。由机理分析可知,MBC与SAS之间存在疏水作用、氢键、π—π电子共轭等作用力。     

质子化壳聚糖/磁性复合材料对含磷污水中磷的吸附特性

采用反相悬浮交联法制备出质子化壳聚糖/Fe_3O_4磁性复合吸附剂,研究了其对模拟含磷污水中磷的吸附特性。首先,考察了吸附时间对所有复合吸附剂的吸附特性的影响;选取其中吸附特性较好的E2吸附剂,考察了其吸附特性与含磷溶液初始浓度的关系;然后,进行了与溶液pH值、吸附剂类别、投加量、吸附时间、溶液初始浓度相关的正交试验。研究结果表明,原水pH值对吸附过程具有最明显的影响,最佳pH值为6,吸附剂和投加量的影响次之,影响最弱的是初始浓度和吸附时间。质子化磁性壳聚糖对磷的去除率最高达80%左右。吸附动力学研究结果表明,吸附过程能很好地符合Lagergren准二级动力学模型,由此证明吸附过程为化学吸附。     

磁性多壁碳纳米管吸附水中重金属离子的动力学与热力学

采用湿式化学法合成了磁性多壁碳纳米管(MWCNTs),用透射电镜、X-射线衍射、傅里叶变换红外光谱、比表面积分析仪对磁性MWCNTs的表面特性进行了表征.考察了溶液pH值、吸附时间等因素对水中镉(II)、铜(II)和锌(II)吸附过程的影响.结果表明:金属离子的吸附过程强烈依赖于pH值,金属离子的去除率随着溶液pH值的增大而增大,当溶液pH值达到一定值时,去除率达到最大,然后保持不变;吸附动力学分析与等温线拟合表明,准二级模型准确地反映了吸附过程的动力学,Freundlich等温线更好地说明了升高温度有利于吸附的事实.对热力学参数(ΔH0,ΔS0和ΔG0)的计算结果揭示了吸附过程具有自发且吸热的性质.     

核壳型磁性分子印迹聚合物制备——以马尿酸为模板

用表面分子印迹技术,以氨基化磁性纳米颗粒为核,以马尿酸(HA)为模板分子、甲基丙烯酸(MAA)为功能单体、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,制备核壳型马尿酸磁性分子印迹聚合物(HA-MMIPs)。通过电镜对其结构进行表征,并通过动力学吸附、等温吸附、比较HA-MMIPs与人血清白蛋白(HSA)对HA的吸附等实验,对其性能进行评价。结果表明,HA-MMIPs对HA具有较好的吸附量和印迹效率,在吸附HA上表现出对HSA的明显优势。HA五轮吸附洗脱的循环实验表明,HA-MMIPs具有很好的重复再利用能力。这项研究证明HA-MMIPs对马尿酸分子具有良好的分离与吸附能力,对于尿毒症患者体内马尿酸分子的分离与吸附可能存在潜在的优势。     

一种新型改性交联壳聚糖的制备及其对废水中四环素的去除机理

为了提高传统壳聚糖材料的吸附效果,将壳聚糖进行交联并通过负载二氧化锰进行改性。利用扫描电镜对材料进行表征,并研究了二氧化锰的负载量、反应温度、溶液pH、离子浓度对改性交联壳聚糖吸附溶液中TC的影响。研究结果表明,在改性交联壳聚糖颗粒的二氧化锰负载量为0.344 mg/g,温度为318 K, pH为4～11,溶液中阳离子浓度为0时吸附效果最佳。吸附动力学符合伪二级动力学模型,吸附等温线符合Freundich模型,热力学分析说明该吸附过程是自发的吸热反应。另外发现,改性交联壳聚糖填充在管柱中之后对TC的连续吸附处理能力良好。     

表面铜离子印迹聚胺硅胶材料的吸附行为

采用先物理负载后表面交联的方法合成铜离子印迹聚烯丙基胺硅胶材料(IIP-PAA/Si O_2),测定了IIP-PAA/Si O_2对Cu(Ⅱ)的吸附热力学、吸附动力学和选择性能.结果表明:IIP-PAA/Si O_2对铜离子的吸附量和选择性随温度升高而减小;测定的吸附平衡数据可用Langmuir方程拟合,计算得到过程的吸附焓变ΔH~0为-12.29 k J·mo L~(-1),吉布斯自由能ΔG~0为-16.5~17.05 k J·mo L~(-1),这也表明该吸附过程放热,因此,升高温度不利于吸附;吸附过程的吸附动力学可用拟二级动力学方程描述,拟合的吸附动力学常数和平衡吸附容量与溶液初始浓度有关.     

离子印迹吸附微球微流控制备及DFT性能

为了实现复杂体系重金属废水中目标金属离子的高效选择性去除,基于微流控和离子印迹技术,制备了离子印迹壳聚糖吸附微球,通过批量吸附实验验证和DFT分子模拟佐证的方法,系统研究了吸附微球的吸附特性,探究了目标重金属离子与吸附微球的相互作用机制和靶向结合原理。研究结果表明,离子印迹壳聚糖微球在优化的恒温震荡吸附条件（35 ℃和160 r/min,Cu离子溶液初始浓度400 mg /L、pH = 6）下,可在48 h内到达吸附平衡,对Cu离子的最大吸附容量为117.76 mg/g。此外,吸附速率和等温吸附实验结果符合准二级吸附动力学模型和Langmuir等温吸附模型,证明离子印迹壳聚糖微球对Cu离子的吸附过程是伴随着电子转移的单层化学吸附过程。而基于印迹模板的离子尺度效应和高电负性、以及目标金属离子与吸附微球分子单体间强结合能,能够实现离子印迹壳聚糖吸附微球在二元和（或）三元共存体系中对Cu离子的快速识别捕获和吸附分离。该研究结果可为新型高效吸附微球的研发和性能优化提供理论指导。     

壳聚糖／PVA微粒对Cr（Ⅵ）的吸附平衡与动力学

获得在酸碱介质中稳定性好、溶胀率小的壳聚糖/PVA微粒的基础上,探讨了时间、pH、温度等因素对壳聚糖/PVA微粒吸附Cr(Ⅵ)的影响,结果表明:温度与pH是影响吸附量最主要因素。在平均粒径为200μm,最适pH=3、28℃振荡240 m in其吸附量达200 mg/g以上,吸附量随温度的升高而增大。通过计算不同温度下各热力学参数ΔG、ΔH和ΔS,证实该吸附为一自发的吸热过程。对实验数据运用相关数学模型拟合,得出等温吸附平衡符合Langmuir模型,吸附过程动力学更适合二级反应。     

磁性功能吸附剂的制备及吸附Cr(Ⅵ)的行为

以1,6-己二胺、柠檬酸钠和三氯化铁为前驱物,借助溶剂热法制备了磁性功能吸附剂(FMS),通过调控1,6-己二胺的量制备出3种磁性功能吸附剂,用于处理含铬(Cr(Ⅵ))废水,探索了吸附时间、初始浓度和p H值对去除Cr(Ⅵ)的影响,得到了最佳的磁性功能吸附剂(FMS_3),并借助场发射扫描电子显微镜(FESEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和Zeta电位表征了磁性功能吸附剂的微观形态.结果表明:在25℃、p H=2.0和吸附剂投加量为1.0 g/L等条件下,吸附在120 min内可达到饱和,FMS_3最大吸附量为63.78 mg/g.该吸附规律较好地符合二阶动力学吸附方程和Langmuir等温吸附模型,从热力学参数值ΔG°、ΔH°和ΔS°说明此吸附为自发、吸热的熵增加过程,升温益于吸附发生,且可重复使用.此外,所制备的磁性功能吸附剂为球形颗粒,平均粒径为45~65 nm,表面呈现较强的正电性.     

多孔多胺化壳聚糖印迹微球对Cu~(2+)的吸附性能

在壳聚糖微球上引入孔隙和多胺化基团,以Cu2+为印迹分子、戊二醛为交联剂,采用离子印迹技术制备多孔多胺化壳聚糖印迹微球(AP-CSMIP),研究其对Cu2+的吸附性能。结果表明,AP-CSMIP对Cu2+的吸附条件为:pH=5.0,300mg/L的Cu2+溶液25mL,吸附剂投加量为0.07g,振荡吸附8h,吸附量可达到48.46mg/g;AP-CSMIP对Cu2+的吸附更好地符合准二级动力学模型,吸附由化学反应控制,而非扩散控制;与非印迹吸附剂相比,AP-CSMIP的吸附量大大提高,具有较高的实用价值。     

黄原酸化交联壳聚糖树脂对Ag(Ⅰ)的吸附

采用微波辐射下制备的黄原酸化交联壳聚糖树脂(XCCTS)来吸附水溶液中的Ag(Ⅰ),研究了pH值和温度对XCCTS吸附性能的影响,并用FT-IR和XRD对XCCTS吸附Ag(Ⅰ)前后的结构进行了表征.结果表明,XCCTS可有效吸附水中的银离子,pH值和温度对XCCTS吸附Ag(Ⅰ)有显著影响,在pH=4.0和50℃时XCCTS可获得最大吸附量.采用Lagergren一级和拟二级动力学模型对XCCTS吸附Ag(Ⅰ)的动力学数据进行了分析.吸附过程更符合拟二级动力学模型.分别用Langmuir和Freundlich等温线模型对吸附平衡数据进行了处理,并计算了Ag(Ⅰ)吸附过程的热力学参数.实验数据既符合Langmuir等温方程又符合Freundlich等温方程,但用Langmuir方程拟合的相关系数相对更大.吸附过程是自发的吸热过程.