氯代UiO-66吸附染色纸废水中罗丹明B和刚果红

为了进一步提高金属-有机骨架材料（metal-organic frameworks, MOFs）的吸附性能,本文将有机配体对苯二甲酸替换为2-氯对苯二甲酸,合成了金属-有机骨架化合物UiO-66的衍生物——氯代UiO-66（UiO-66-Cl）。以UiO-66、木质活性炭（AC）和蔗渣作为参照,研究了UiO-66-Cl对染色纸废水中罗丹明B（Rh-B）和刚果红（CR）的吸附性能和对染料废水pH的适应性,优化其吸附工艺条件,基于等温吸附模型（Langmuir和Freundlich）拟合其最大吸附量,最终对该吸附剂的回收、解吸附和再利用性能进行评价。研究结果表明：UiO-66-Cl对两种染料（Rh-B和CR）的吸附性能和对染料溶液pH的适应性均显著高于UiO-66、AC和蔗渣;其对Rh-B和CR的吸附过程符合Freundlich等温吸附模型,属于非均质多位点的多层吸附;在10~1000mg/L的初始染料浓度范围内,该吸附剂对Rh-B和CR的最大吸附容量分别为94.28mg/g和151.84mg/g;与HCl（0.1mol/L）、NaOH（0.1mol/L）和95%（体积分数）乙醇溶液相比,乙醇-HCl溶液（0.1mol/L HCl与95%乙醇溶液的体积比为0.5∶99.5）是UiO-66-Cl的良好再生溶剂体系,染料初始浓度为50mg/L时,再生UiO-66-Cl对Rh-B和CR的移除率均接近90%。由此可见,UiO-66-Cl可作为一种稳定、高效且易再生的吸附剂应用于去除染色纸废水中的Rh-B和CR。     

氧化石墨烯-TiO2复合材料对三种染料的吸附动力学及光催化性能

通过在氧化石墨烯分散溶液中水解钛酸丁酯成功制备氧化石墨烯-TiO₂复合材料（GO-TiO₂）,采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、全自动比表面及孔径分析仪（BET）和紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）等对样品进行了表征。研究了GO10-TiO₂对亚甲基蓝（MB）、甲基橙（MO）和罗丹明B（RhB）3种染料的吸附动力学和光催化性能。结果表明：TiO₂颗粒均匀地附着在GO片层表面;GO10-TiO₂对3种染料的吸附过程为多层吸附,吸附动力学符合拟二级动力学模型;在25℃条件下GO10-TiO₂对废水中MB、MO和Rh B的吸附因共轭结构、极性等的差异而呈现选择性吸附,吸附容量分别为9.2mg/g、5.4mg/g和23.0mg/g。对3种染料废水的光催化降解效果与吸附性能相关联,吸附容量越大降解效率越高,光催化反应60min时,MB、MO和Rh B降解率分别为89%、75%和98%。     

水热法合成二氧化锰及其对染料的脱色性能研究

采用水热法以十二烷基苯磺酸钠为模板合成二氧化锰,并研究水热温度对二氧化锰的结构和染料脱色性能的影响,以及样品投加量和染料溶液的pH对二氧化锰染料脱色性能的影响。结果表明:当水热温度为110 ℃时,得到2~8 μm球状γ-二氧化锰,对亚甲基蓝（MB）和罗丹明B（RhB）的脱色效果最好。当其投加量为6 g/L时,分别对50 mg/L的MB和RhB脱色率达到86.95%和76.07%。强酸和强碱条件下其对MB的脱色率有明显的提升,二氧化锰对MB的吸附过程符合Langmuir和Freundlich等温模型;强酸条件下其对RhB的脱色率有明显的提升,对RhB的吸附过程符合Freundlich等温模型。二氧化锰样品可循环使用,循环吸附3次后对MB和RhB的吸附量分别减少1.08 mg/g和2.66 mg/g。     

GO/GA-g-PAMPS复合水凝胶的制备及阳离子染料吸附性能

以自制氧化石墨烯（GO）和阿拉伯胶（GA）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS)为原料,采用一步水热反应法制备了GO/GA-g-PAMPS新型复合水凝胶,利用FTIR、XRD、SEM对复合水凝胶结构进行了表征。研究了GO浓度、溶液pH、染料初始浓度、吸附时间、吸附温度对阳离子染料亚甲基蓝（MB）和结晶紫（CV）吸附性能的影响。结果显示：水凝胶对阳离子染料具有较好的吸附效果,在GO浓度为0.3mol/mL,凝胶用量为0.05g,溶液pH为7,温度为50℃,染料初始浓度为200mg/L时,凝胶对MB和CV的吸附量和吸附率分别为395.68、381.70mg/g和98%、96%。凝胶经过5次循环使用后,对MB和CV的吸附率仍能达到82.6%和81.2%。吸附等温线和动力学研究表明,凝胶对MB吸附更符合Freundlich模型,对CV的吸附更符合Langmuir模型,准二级动力学模型能更好地描述两种阳离子染料的吸附过程。热力学研究表明水凝胶对两种染料吸附是自发、吸热和混乱度增加的过程。     

乳液法制备石墨烯气凝胶及其吸附水中亚甲基蓝

利用乳液法制备多孔石墨烯气凝胶（emGA）,改变乳液油水比制备不同的emGA。扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、氮气吸附脱附等表征显示,emGA具有多孔结构,经水热还原后含氧官能团大部分被除去,比表面积为103.3～243.1m²/g。以亚甲基蓝（MB）浓度和温度作为变量,考察emGA对水中MB的吸附效果。结果表明,emGA的比表面积越大,其对MB平衡吸附量越大;当初始浓度越大,温度越高,则吸附有利。吸附动力学数据表明emGA吸附MB符合准二级动力学模型和内扩散模型,吸附过程分为大孔扩散和微孔扩散。吸附等温线数据拟合结果符合Langmuir模型,表明emGA对MB的吸附属于单分子层吸附。Langmuir模型计算出emGA-2饱和吸附量为307.7mg/g,与实验值291.3mg/g较为接近。分析热力学参数发现,emGA吸附MB为自发吸热过程,且吸附过程属于物理吸附。     

纤维素纳米纤维膜的改性及其染料吸附性能

采用静电纺丝技术制备醋酸纤维素纳米纤维膜，用氢氧化锂水解后得到纤维素纳米纤维膜。通过3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵（CHPTAC）和一氯乙酸共同改性，制备了双性纤维素纳米纤维膜。利用紫外分光光度计测试双性纤维素纳米纤维膜对茜素绿（AG25）和亚甲基蓝（MB）的吸附性能，并考察了pH、温度、染料初始浓度对吸附量的影响。结果表明，双性纤维素纳米纤维膜对AG25和MB染料的最大吸附量分别达到 240 mg/g和 128 mg/g，并且对两种染料在第4个循环时仍保持84%的吸附效率。同时，发现pH是影响双性纤维素纳米纤维膜的染料吸附性能的关键因素，在吸附没有饱和之前，染料吸附量随着染料浓度的增加而增加，而吸附效果对温度没有依赖性。     

玉米淀粉/羧甲基纤维素生物复合凝胶的制备及吸附行为研究

以玉米淀粉与羧甲基纤维素（CMC）为骨架，以丙烯酸（AA）、丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）为单体制备复合凝胶，对复合凝胶材料进行表征。以亚甲基蓝（MB）为吸附质，考察复合凝胶吸附剂对阳离子染料吸附过程的动力学和热力学行为，分析阳离子强度、水体pH值、染料初始质量浓度等对吸附剂吸附性能的影响。结果表明：玉米淀粉-CMC-g-AA-AM-AMPS凝胶是一种表面多孔的吸附材料，其比表面积为24.939 7 m2/g，平均吸附孔径为8.668 2 nm。凝胶对MB的吸附过程与准二级动力学模型和Langmuir模型拟合较好，属于单分子层的化学吸附。阳离子对凝胶吸附MB有明显抑制作用，抑制效果为Al3+>Ca2+>Na+。随着离子强度的增加，抑制作用越明显。在投加量为0.1 g、温度为298 K、pH值为11.0、MB初始质量浓度为2 000 mg/L条件下，吸附剂最大吸附量达到1 938.82 mg/g、去除率为96.94%，能有效去除MB。     

电解二氧化锰对亚甲基蓝和甲基橙染料吸附性能的研究

以电解二氧化锰(EMD)为吸附剂,分析了吸附剂投加量、pH和吸附时间等因素对EMD吸附亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)的影响;亚甲基蓝是一种典型的阳离子型染料,性质很稳定;甲基橙是一种酸碱指示剂,分子中带有磺酸基-SO3-。结果表明,最佳吸附条件为吸附MB和MO时EMD的最佳用量分别为33.33 g/g和55.56g/g,pH为2、吸附时间为300 min时吸附效果最好。EMD对MB和MO的吸附过程较符合Langmuir等温式和拟二级动力学方程,吸附速率常数分别为0.002 3和0.006 4 g/(mg.min)。EMD对染料的去除机理为吸附和氧化综合作用的结果。     

笋壳渣对阴阳离子染料的吸附特征及机制研究

为实现竹笋加工废弃笋壳（BSS）的综合利用,将笋壳逐级提取甾醇、木糖后产生的笋壳渣（BSSE）作为吸附材料,选用典型的阳离子染料亚甲基蓝（MB）和典型的阴离子染料酸性大红（AS）作为吸附质,研究BSSE对阳离子染料和阴离子染料的吸附特征及机制。结果表明：随着溶液初始pH的增大,BSSE对MB的去除率大体呈上升趋势,而对AS的去除率大体呈下降趋势;当MB溶液和AS溶液的初始质量浓度均为100 mg/L时,BSSE的最佳投加质量浓度为1.5 g/L,此时去除率分别可达99.5%和95.7%;BSSE吸附MB的过程较好地符合Freundlich和Elovich模型,吸附可自发进行,以化学吸附为主,物理吸附为辅;吸附AS的过程较好地符合Langmuir和Elovich模型,吸附可自发进行,以物理吸附为主,化学吸附为辅。     

壳聚糖微球的制备及其对酸性染料的吸附性能

以壳聚糖（CS）为原料、多聚磷酸钠（TPP）和环氧氯丙烷（ECH）为交联剂,采用滴加成球法制备得到改性壳聚糖微球。研究微球对模拟兰纳洒脱酱红B（ABB）和尼龙山黄N-3RL（NYN）两种酸性染料废水的吸附性能。在染料废水初始质量浓度为100 mg/L、体积为50 mL的条件下,微球对两种染料废水的最佳吸附条件：微球粒径为0.5 mm,加入量为20.0 mg,吸附时间为16 h,pH值为3,振荡速率为150 r/min,ABB废水温度为20℃,NYN废水温度为 30～50 ℃。在最佳的吸附条件下,微球对ABB和NYN的吸附与Freundlich方程和Langmuir方程均有很好的关联,最大吸附量分别达到714.29 mg/g和769.23 mg/g,比普通壳聚糖对两种染料的最大吸附量分别提高443.99 mg/g、102.53 mg/g。对吸附饱和后的壳聚糖微球,用0.01 mol/L的NaOH溶液进行解吸,再生率分别达到99.08%和99.35%,可以重复利用,节省脱色成本。     

枸杞杆制活性炭对亚甲基蓝的吸附研究

以宁夏农业废弃物枸杞杆为原料,用不同的活化剂分别制备磷酸-活性炭（P-AC）、氢氧化钾-活性炭（K-AC）、磷酸-氢氧化钾-活性炭（P-K-AC）,利用比表面积测试（BET）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）解析活性炭的孔结构和表面特性,并探究活性炭对水溶液中亚甲基蓝（MB）的去除效果。研究结果表明：P-K-AC比P-AC、K-AC具有更大的比表面积（1 519.84 m²/g）和总孔体积（0.81 cm³/g）,P-AC、K-AC、P-K-AC的平均孔径分别为5.28、2.58、1.99 nm,P-K-AC以微孔为主,K-AC、P-AC均为介孔。3种活性炭表面均分布着丰富的含氧官能团和大量的无定型碳,为吸附MB提供了活性位点。在25 ℃条件下,将10 mg的P-AC、K-AC、P-K-AC分别加入50 mL质量浓度为100 mg/L的MB溶液中用于吸附MB实验。结果表明：P-K-AC的吸附效果最好,吸附率达到95%、吸附量为480.81 mg/g;其次是K-AC,吸附量为352.26 mg/g;P-AC吸附量最小,为225.01 mg/g。P-AC,K-AC、P-K-AC对MB的吸附过程都符合伪二级动力学模型、颗粒内扩散模型和Langmuir等温吸附模型。     

聚苯胺/ZIF-8双壳层中空微球的制备及其刚果红染料吸附性能

采用硬模板法制备聚苯胺/2-甲基咪唑锌盐(ZIF-8)双壳层中空微球吸附剂,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对其进行表征,并将其应用于刚果红染料的吸附,研究了吸附时间和刚果红染料初始浓度对聚苯胺/ZIF-8双壳层中空微球吸附剂刚果红染料吸附性能的影响。结果表明,聚苯胺/ZIF-8双壳层中空微球具有目标结构,聚苯胺/ZIF-8双壳层中空微球吸附剂对刚果红染料的最大吸附量高达2 349. 51 mg/g,且其对刚果红的吸附等温线遵循Langmuir方程,刚果红吸附动力学满足准二级动力方程。     

生物炭复合高吸水树脂吸附亚甲基蓝性能研究

研究了pH值、MB初始浓度、温度及吸附时间对生物炭接枝聚丙烯酸/丙烯酰胺复合树脂(BC-SA)亚甲基蓝(MB)吸附量的影响,对MB吸附过程进行了吸附等温线和动力学方程拟合,并采用SEM和FTIR对吸附MB前后的BC-SA进行了表征,探讨了BC-SA吸附MB机理。结果表明,BC-SA吸附MB的适用pH范围较宽,为3～10;MB的初始浓度为2 500 mg/L时,吸附量最大,可达1 748.5 mg/g; 30～50℃范围内,温度对吸附量影响不大;BC-SA吸附MB符合Langmuir方程和准二级动力学方程;BC-SA孔隙结构丰富,含有大量的羟基、羧基和酰胺基等官能团结构,可通过氢键、静电作用及离子交换等方式对MB进行吸附。     

吸附电活性染料的活性炭电极电化学性能

采用商用活性炭（AC）吸附二元混合染料亚甲基蓝（MB）和胭脂红（AR18）,制备得到AC/(MB+AR18)电极材料。比较单一活性炭（AC）和吸附不同浓度的二元混合染料后的活性炭[AC/(MB+AR18)]的电化学性能。三电极体系的测试结果表明：在1mol/L H₂SO₄电解液中,当电流密度为1A/g时,吸附了浓度为400mg/L污染物的AC/(MB+AR18)比电容为182F/g,高于单一AC的比电容（109F/g）。随后选用性能最优的AC/(MB+AR18)-400作为电极材料,组装对称超级电容器器件,发现工作电压窗口从只用AC组装的对称超级电容器的1.1V提高到1.5V,电流密度为0.75A/g时,功率密度为843.84W/kg,能量密度可达32.23W·h/kg,远远高于AC组装的超级电容器(4.74W·h/kg),说明MB和AR18不仅为AC提供额外的法拉第电容,同时有助于提高其工作电压窗口。     

硼掺杂介孔碳材料对亚甲基蓝和甲基橙吸附性能

以F127为模板剂,以间苯二酚-甲醛树脂为碳前躯体,硼酸为硼源制备了一系列不同硼碳比的硼掺杂介孔碳材料BC-X(X为硼碳的摩尔比),并对其进行了表征,考察了其对甲基橙和亚甲基蓝的吸附性能。结果表明,采用水热法制备的材料具有良好的有序介孔结构,对甲基橙和亚甲基蓝的去除率均达到了95%以上且重复利用性能优越。在吸附时间为1 h、温度为273 K时,BC-0.0625对MO和MB的最大吸附量分别达到了265 mg/g和241 mg/g。动力学实验中,BC-0.0625对MO和MB的去除率分别达到100%和99.2%。吸附动力学符合准2级模型,吸附行为与Langmuir等温模型一致,表明所制备的材料是一种良好的染料吸附剂。     

NiCo-LDHs对阴离子染料废水的吸附性能研究

层状双金属氢氧化物（LDH）材料对阴离子染料废水具有优异的吸附作用。本文研究以三乙醇胺为碱源,通过水热法合成了NiCoLDHs材料,并讨论了NiCo-LDHs材料对日落黄（SY）、苋菜红（E123）、和亮绿（SF）等染料废水的吸附性能。通过SEM、XRD、FTIR、BET和TG对其进行表征。以阴离子染料废水为研究对象,结果表明,NiCo-LDHs对阴离子染料废水具有快速吸附能力,对三种染料的吸附性能是日落黄>苋菜红>亮绿,吸附量分别为155.14,86.79,81.15 mg/g。吸附过程符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir方程,通过0.5%的NaOH溶液可实现材料的再生。研究表示,NiCo-LDHs可以作为一种吸附材料,去除多种阴离子型染料废水。     

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。     

木质素生物炭磺酸对水中阳离子染料的吸附性能与机制

以木质素磺酸钠(LS)为原料,采用浓硫酸一步氧化碳化的方法在60℃和210℃下分别制备了木质素生物炭磺酸SLBC-60和SLBC-210。SLBC-60磺酸基、羧基和酚羟基含量分别为1.66,1.40,4.41 mmol/g,而SLBC-210磺酸基、羧基和酚羟基含量分别为0.34,3.22,5.41 mmol/g。对比评价了它们对亚甲基蓝(MB)的吸附效果,结果显示,在pH=1～10溶液中,SLBC-60对MB保持高吸附量(>463.9 mg/g)和高去除率(>91.9%),而SLBC-210对MB吸附量<231.5 mg/g、去除率<45.8%,结合生物炭结构和Zeta电位分析,这可能与SLBC-60富含磺酸基官能团及其在pH=1～10溶液中表面均富集负电荷有关;优化pH、吸附剂加入量、吸附时间等参数,得到SLBC-60对MB、罗丹明B和孔雀石绿饱和吸附量分别为755.1,926.1,1 008.2 mg/g,且吸附性能不受一价金属离子影响。此外,SLBC-60对MB的吸附等温线符合Langmuir模型(R²=0.998 9),吸附动力学符合准二级动力学方程(R2=0.998 9),吸附动力学符合准二级动力学方程(R²=0.999 5),说明该吸附以单层化学吸附为主。因此,改性制备的木质素生物炭磺酸可作为高效的阳离子染料吸附剂,有望应用于印染废水治理。     

铝锂合金化铣废液合成γ-AlOOH及表征

铝锂合金化学铣切的化铣废液（CMW）会对环境造成严重影响。为有效解决废液处理问题，本文首次利用铝锂合金化铣废液合成出对染料具有优良吸附性能的纳米片状γ-AlOOH。CMW中的NaAlO₂与H₂O₂在室温条件下反应5min即可合成出比表面积高达278m²/g的纳米片状γ-AlOOH。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和N₂吸附-脱附等表征手段，系统研究了H₂O₂和Al₂O₃摩尔比[(5∶1)～ (15∶1)]对合成的γ-AlOOH结构、形貌及结晶度的影响。结果表明，随摩尔比增加，γ-AlOOH的结晶度、晶体粒度和化学基团含量提高，比表面积由137m²/g增加至278m²/g。通过γ-AlOOH对亚甲基蓝（MB）的吸附性能评价了γ-AlOOH的实用性。γ-AlOOH纳米片对MB具有良好的吸附性能，吸附等温线符合Langmuir模型，最大吸附量达173.30mg/g。因此以铝锂合金化铣废液为原料合成的γ-AlOOH具有较高的应用价值，可用作去除废水中染料的高效吸附剂。     

改性玉米秸秆复合高吸水树脂对亚甲基蓝的吸附性能研究

以植酸改性玉米秸秆与丙烯酰胺、乙烯基吡咯烷酮、衣康酸接枝共聚合成了植酸改性玉米秸秆复合高吸水树脂(PCS-SA),并将其用于亚甲基蓝(MB)水溶液的吸附,研究了MB初始质量浓度、pH值、温度对MB吸附性能的影响,并对MB吸附过程进行了热力学等温线和动力学拟合,采用SEM对PCS-SA的形貌进行了表征。结果表明,MB吸附容量和吸附速率随温度的升高而增加。随着MB初始质量浓度的增加,MB的吸附容量不断增大。当MB初始质量浓度为1 400 mg/L,pH为7.0时,MB吸附容量达1 317 mg/g。MB溶液吸附等温线符合Langmuir方程,吸附动力学符合准二级动力学方程。