石墨烯的制备及其对重金属Pb~(2+)离子的吸附性能研究

用乙酰丙酮还原氧化石墨制备得到石墨烯,其可在水、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺等极性溶剂中超声分散,其中以水作为溶剂其分散性最好(浓度约为0.7g/L)。通过原子力显微镜(AFM)测定石墨烯的厚度为0.68nm,表明石墨烯是单层。红外光谱(IR)和紫外可见光谱(UV-Vis)数据表明乙酰丙酮被化学功能化修饰到石墨烯表面,且红外光谱中羧基峰的消失表明氧化石墨被乙酰丙酮还原。通过电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)测定吸附后离子浓度,用Langmuir吸附等温式计算得到石墨烯对于Pb2+的最大吸附量为105.4mg/g,相关系数r为0.99958,Langmuir常数b为3.65。研究表明:石墨烯对水溶液中重金属Pb2+离子具有优异的吸附性能,这主要归因于石墨烯的巨大比表面积和乙酰丙酮分子对Pb2+离子的强络合能力。     

改性没食子酸对Cu~(2+)和Pb~(2+)吸附沉淀性能的研究

以含单宁量98.50%的没食子酸为原料,通过磺化一胺甲基化反应制得改性没食子酸,研究了改性没食子酸对金属Cu2+和Pb2+的吸附沉淀,以及初始溶液pH值、金属溶液初始质量浓度、平衡吸附温度对Cu2+和pb2+吸附沉淀容量的影响及规律.结果表明,吸附沉淀剂对Cu2+、Pb2+的吸附平衡符合Freundlich方程,pH值和初始质量浓度对吸附沉淀量的影响最显著.综合认为改性没食子酸对Cu2+、Pb2+的吸附沉淀机理基本一致.     

酰化壳聚糖改性膨润土对Pb~(2+)、Al~(3+)的吸附性能研究

合成酰化壳聚糖后与膨润土通过化学键合得到了酰化壳聚糖改性膨润土复合吸附剂。通过傅里叶红外光谱分析和热重分析对改性膨润土进行了表征。探讨了膨润土和改性膨润土对模拟废水中金属离子Pb~(2+)、Al~(3+)的吸附性能。改性膨润土对Pb~(2+)的吸附时间为1h,温度在50℃,用量为0.1g,pH=5时吸附效果较好。改性膨润土对Al~(3+)在吸附45min后达到吸附平衡,温度对Al~(3+)的吸附影响不大。结果表明改性膨润土对Pb~(2+)、Al~(3+)具有较好的吸附能力。     

碳羟基磷灰石对电镀废水中Zn~(2+)的吸附性能

在静态条件下,对碳羟基磷灰石吸附Zn2+的电镀废水进行了研究,探讨了碳羟基磷灰石用量、废水pH值、吸附时间、吸附温度对去除Zn2+的影响.结果表明,在废水pH值6.0～7.0,Zn2+浓度0～100mg/L,吸附时间为70 min,吸附温度为35℃条件下,按Zn2+与碳羟基磷灰石质量比为1:35投加碳羟基磷灰石进行处理,Zn2+去除率可达98%以上.合Zn2+的电镀废水经碳羟基磷灰石吸附后,废水中Zn2+的含量低于国家一级排放标准.     

木质纤维素基纳米复合材料对Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附研究

以原位插层共聚法制备木质纤维素-g-丙烯酸/丙烯酰胺/蒙脱土(LNC-g-AA/AM/MMT)纳米复合材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对其结构进行表征。研究在金属离子初始浓度、吸附时间、吸附温度、pH值等不同吸附条件下,LNC-g-AA/AM/MMT纳米复合材料对Pb2+、Cd2+吸附性能的影响。结果表明,当Pb2+、Cd2+初始浓度分别为0.04和0.06mol/L,吸附时间分别为120和60min,吸附温度分别为40和30℃,pH值为5.5时,LNC-g-AA/AM/MMT纳米复合材料对Pb2+、Cd2+的吸附量分别高达504.2和246.9 mg/g。整个吸附过程均符合Langmuir吸附等温线模型和伪二级动力学模型,且是个自发放热的反应过程。同时对最佳条件下吸附饱和的LNC-g-AA/AM/MMT纳米复合材料进行解吸研究,脱附率分别为93.4%和92.9%。     

桑枝杆废菌包制备磁性活性炭及其对废水中Pb~(2+)吸附动力学研究

以桑枝杆废菌包为原料制取活性炭,并与铁的氧化物反应制备出具有较强的磁分离性能和吸附能力的磁性活性炭复合材料,对该磁性活性炭进行表征及其对水中Pb~(2+)吸附性能的实验。实验结果表明,磁性活性炭Pb~(2+)有较大的吸附能力和吸附效率,吸附量随着时间的增加而增大,吸附动力学拟合参数结果符合二级动力方程,Freundlich方程拟合的结果能更好的描述吸附等温线,吉布斯自由能ΔG~00,而焓变ΔH~00表明吸附为吸热自发反应的过程,提升温度可以提高磁性活性炭的吸附能力。利用桑枝杆废菌包制备活性炭具有一定的经济研究价值,可以促进农业废弃物的回收利用。     

磁性纤维素纳米晶的制备、表征及其吸附Pb~(2+)性能研究

采用静电自组装法制备了磁性纤维素纳米晶(MCNCs),使用Zeta电位测定仪、X射线衍射、综合物性测量系统等测试对MCNCs的形成机制、表面形貌、结构和磁性能进行表征,进一步研究了MCNCs对Pb~(2+)的吸附,探讨了溶液pH和Pb~(2+)初始浓度对其吸附性能的影响。结果表明,纤维素纳米晶(CNCs)与聚乙烯亚胺(PEI)修饰后带正电的Fe_3O_4纳米粒子(PEI-Fe_3O_4)之间的静电吸附是MCNCs形成的主要作用力,10~20nm的PEI-Fe_3O_4分散在CNCs表面,晶型结构没有改变,但两者的相互作用显著提高了MCNCs的热稳定性。MCNCs的饱和磁化强度达到30.9emu/g,可有效实现磁性分离。在pH=5.9,Pb~(2+)初始浓度大于600mg/L的条件下,对Pb~(2+)的最大吸附量可达103.7mg/g,吸附平衡时间为90min,拟一、二级动力学模型均能较好的拟合Pb~(2+)的吸附动力学数据,吸附由表面反应过程和非吸附质扩散过程控制,表面反应过程起主导作用。     

α-CD/PAN纤维膜对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)和Pb~(2+)的吸附特性

应用静电纺丝技术制备α-环糊精(α-CD)/聚丙烯腈(PAN)纤维膜,采用SEM、FT-IR分别对纳米纤维膜进行表征。通过考察pH值、吸附时间、重金属离子初始浓度、温度几个因素,系统研究了α-CD/PAN纤维膜对重金属离子的吸附影响。结果表明:在溶液pH=6,吸附时间为2h,重金属离子初始浓度为10mg/L,温度为35℃的条件下,纳米纤维膜对铜离子(Cu~(2+))、锌离子(Zn~(2+))、镍离子(Ni~(2+))和铅离子(Pb~(2+))的吸附达到最佳,吸附容量分别为9.11、9.02、9.31和8.87mg/g。     

NaOH/KOH改性柠檬渣吸附Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cr~(6+)的研究

为了研究柠檬渣化学改性后的吸附性能,分别利用10%的KOH和NaOH对其进行改性。测量了改性前后柠檬渣对Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cr~(6+)的吸附率,并测定了柠檬渣的灰分、碘吸附值、比表面积和孔结构(BET);利用差热分析(TG-DTA)、红外光谱(IR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)对柠檬渣进行表征。改性后的柠檬渣对Pb~(2+)的吸附率增加近2倍,对Cr~(6+)的吸附率减小了近10倍左右,对Cu~(2+)吸附的影响不大;活化后的柠檬渣孔容分别增大3倍和4倍;柠檬渣在活化前后的孔径都为中孔;活化后的柠檬渣的比表面积、灰分和碘吸附值增幅较大。活化后的柠檬渣表面变得有些疏松,比表面积增加都超过了2倍,灰分率分别增加了近2倍和1.5倍左右,而碘吸附值分别增加了近3.5倍和2.5倍左右。柠檬渣为非晶型结构,改性前后并没改变柠檬渣的基本框架。活化和吸附Pb~(2+)样品的吸热峰和放热峰所对应的温度均不相同。     

共存离子对Bentonite/LS-g-AM-co-MAH吸附Pb~(2+)的影响

采用自制膨润土/木质素磺酸钠接枝丙烯酰胺-马来酸酐复合吸附树脂(Bentonite/LS-g-AM-co-MAH),研究了外加电解质中竞争阳离子与共存阴离子对Bentonite/LS-g-AM-co-MAH吸附Pb~(2+)的影响。结果表明:竞争阳离子Li~+、Na~+、K~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)、Ni ~(2+)、Co~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)和Cu~(2+)抑制Pb~(2+)的吸附,抑制作用顺序为Cu~(2+)Cd~(2+)Zn~(2+)Co~(2+)Ni ~(2+)Ca~(2+)Mg~(2+)K~+Na~+Li~+;Fe~(3+)和Al~(3+)在pH=2.0~3.0时抑制Pb~(2+)的吸附,在pH=4.0~6.0时促进Pb~(2+)的吸附,两者的影响顺序为Fe~(3+)Al~(3+)。共存阴离子NO_3~-、Cl~-和Br~-抑制Pb~(2+)的吸附,抑制作用顺序为Br~-Cl~-NO_3~-;SO_4~(2-)和PO_4~(3-)有利于去除Pb~(2+),两者影响基本相同。     

锰铁氧体/生物炭的制备及其对Pb~(2+)吸附性能的研究

利用水热法合成了锰铁氧体/生物炭吸附材料(FBC),用于去除溶液中Pb~(2+)离子。通过傅里叶变换红外光谱仪对吸附前后FBC进行表征分析,研究了溶液初始pH、溶液初始质量浓度、吸附时间等对Pb~(2+)离子吸附的影响,探讨了吸附动力学特性和吸附等温线特性。结果表明:温度为25℃,FBC吸附Pb~(2+)离子在120min内即可达到吸附平衡,最大吸附量为126.1mg/g;吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程,说明FBC对Pb~(2+)离子的吸附过程主要是单分子层化学吸附。再生吸附实验结果显示,重复利用5次后,FBC对Pb~(2+)离子的吸附量超过70mg/g,表现出良好的再生性能。     

热还原石墨烯的制备及其对重金属Pb~(2+)的吸附性

利用瞬时加热还原氧化石墨的方法制备石墨烯,将热还原的石墨烯用于吸附水中的重金属Pb2+,研究接触时间和pH值对吸附的影响。结果表明:pH值很大程度上影响了石墨烯的吸附性能,pH值大于7时吸附量显著增加,并在5min内达到平衡。透射电子显微镜和扫描电子显微镜分析表明石墨烯的片层很薄,层数较少。采用Langmuir和Freundlich吸附等温式拟合实验数据,Langmuir吸附等温式计算出的最大理论吸附量为86.5mg/g,相关系数R2为0.9982,Langmuir常数KL为10.7,与实验结果更接近。表明石墨烯具有超强的吸附能力,以单分子层的化学吸附为主。吸附动力学符合准二级动力学模型。     

Fe_3O_4@MgO纳米复合材料的制备及其对Pb~(2+)的吸附性能

采用两步化学沉淀法制备了Fe_3O_4@MgO纳米复合材料,研究了纳米复合材料对Pb~(2+)的吸附性能。结果表明,所制备的复合材料具有较高的顺磁性和稳定性,其饱和磁化强度为58.07 emu/g,初始氧化增重温度为125℃,对Pb~(2+)有较好的吸附能力,在50 min内可以达到吸附平衡,最大吸附量为711.5 mg/g,其吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。     

铁基磁性纳米材料吸附废水中重金属离子研究进展

磁性纳米材料具有较高的生物相容性、良好的吸附性能、易于固液分离等特点,在水处理方面越来越受到关注。本文主要综述铁基磁性纳米颗粒的分类、常见形态、功能化方法、铁基磁性纳米颗粒和功能化铁基磁性纳米复合材料吸附废水中重金属离子的研究进展,讨论不同铁基磁性纳米粒子的功能化机理及其在重金属离子吸附过程中的吸附机理,分析铁基磁性纳米材料在重金属离子吸附应用中易团聚、氧化、稳定性差等问题,并展望功能化对铁基磁性纳米颗粒吸附废水中重金属离子的发展前景,为重金属废水的吸附提供更加充足的理论依据。     

改性柚皮对水中Cu~(2+)的吸附性能研究

通过异丙醇对柚皮进行改性,用于吸附水中的铜离子。考察吸附时间、pH、改性柚皮用量等因素对吸附效果的影响。结果表明:当pH=6,改性柚皮粉用量8g/L,吸附时间50min时,Cu~(2+)的去除率达90%以上。等温吸附规律可用Langmuir和Freundlich方程较好地描述,吸附热力学表明改性柚皮对水中Cu~(2+)的吸附是自发进行的吸热过程,改性柚皮对水中Cu~(2+)的吸附能较好地符合准二级动力学模型。     

功能化磁性纳米颗粒吸附废水中重金属的研究进展

重金属废水对环境造成了严重的污染,而传统的重金属废水处理技术存在着二次污染等问题。磁性纳米颗粒因具有良好的表面效应、稳定性、磁响应性能以及低生物毒性等独特的物理化学性质,在废水治理领域的应用受到广泛关注;但同时其也存在易团聚、分散性差、吸附特性差等缺点。因此,磁性纳米颗粒吸附废水中重金属时常常需要对其表面结构进行功能化修饰,以改进分散性能,提高吸附性能和反应活性。本文介绍了无机材料和有机材料功能化修饰的磁性纳米颗粒对水中重金属离子的吸附研究现状,阐述了功能化磁性纳米颗粒吸附去除重金属的优缺点、回收与重复利用情况,并对磁性纳米材料在重金属污染水体治理中的发展方向进行了展望。     

智能微球复合膜的制备及其Pb~(2+)检测性能研究

通过将Pb~(2+)响应性聚(N-异丙基丙烯酰胺-共聚-苯并-18-冠-6-丙烯酰胺)智能微球结合至尼龙6/聚醚砜复合膜的膜孔中作为Pb~(2+)响应型智能开关,成功构建了一种能检测痕量Pb~(2+)浓度的高灵敏智能微球复合膜.系统研究了智能微球的形貌结构及Pb~(2+)响应性,确定了37℃时其Pb~(2+)响应性能最佳.系统研究了智能微球复合膜的形貌结构及Pb~(2+)检测性能,发现其检测限可低至10~(-7) mol/L,低于工业废水中Pb~(2+)含量标准,展现出高灵敏Pb~(2+)检测特性.研究结果为制备新型高灵敏Pb~(2+)浓度智能检测系统提供了新思路.     

黑藻对含重金属废水中锌离子的吸附性能

黑藻能吸附重金属废水中的Zn2+,但对其的报道鲜见.研究了生物吸附剂黑藻对废水中Zn2+的吸附去除性能,考察了溶液pH值、Zn2+初始浓度、黑藻加入量和吸附时间对吸附效果的影响.同时通过EDX分析和等温吸附模型对黑藻吸附Zn2+的机理进行了研究.结果表明:在溶液pH值为6.0、黑藻加入量为2 g/L,吸附时间为30 min,Zn2+质量浓度为20 mg/L的条件下,黑藻对Zn2+的吸附率为85%,并且发现黑藻对Zn2+的吸附是阳离子交换过程,吸附符合Langmuir,Freuncllich和D-R等温吸附模型.     

掺铅CsI晶体中Pb~(2+)聚集体的发光(英文)

退火处理后的 CsI:Pb晶体在 10～ 30K温度范围内观察到两类发光 :当激发波长为 410nm, 主要发光带在 464nm附近 ;而当激发波长为 360nm或 300nm,主发射带为 422nm。这两种发光带 的相对强度与退火时间的长短密切相关。讨论了 CsI:Pb晶体中不同的 Pb2＋基聚集相的形成机制 和发光机理。     

一种水溶性Pb~(2+)探针的制备及应用研究

以乙酰丙酮、乙二胺和N-甲基咪唑为原料经醛胺缩合、溴代等合成了单氮杂芳环修饰的水溶性化合物L,通过核磁氢谱、核磁碳谱和红外光谱等手段对其进行表征。利用紫外吸收光谱研究了L与金属离子(Na~+、K~+、Cd~(2+)、Co~(2+)、Cu~(2+)、Mn~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+)、Pb~2)的配位性能。考察了L与Pb~(2+)的化学配位比以及检出限,并探讨了溶剂、时间和pH对L识别Pb~(2+)性能的影响。结果表明:L的纯水溶液,加入Pb~(2+)30min后,L可以快速地与Pb~(2+)发生1∶1配位,检出限为5×10~(-5) mol/L。在误差允许范围内,L用于模拟实际样品中Pb~(2+)的分析检测,是一种在有机体系和水体系中均可较快速、选择性识别Pb~(2+)的化学探针。