N-Fe/CNT对Pb(Ⅱ)去除的热力学与动力学研究

使用新鲜向日葵提取液、硫酸亚铁、多壁碳纳米管(MWCNT)等3种原料制备碳纳米管-绿色纳米铁复合材料(N-Fe/CNT),研究pH、不同浓度阴阳离子及反应时间对N-Fe/CNT吸附Pb(Ⅱ)的影响。结果表明,当pH=6时,吸附效果最佳为94.7%;Ca⁽²⁺⁾、Mg(2+)、Mg⁽²⁺⁾、SO(2+)、SO^(2-)_4和CO(2-)_4和CO^(2-)_3对实验均有一定影响,主要原因是溶液中有沉淀生成,影响反应。等温吸附方程Freundlich能更好描述N-Fe/CNT对Pb(Ⅱ)的吸附过程,吸附容量Q_(max)=15.02 mg/g;热力学研究表明,焓变ΔH<0,熵变ΔS>0,吉布斯自由能ΔG<0,可得N-Fe/CNT对Pb(Ⅱ)的吸附是放热、自发且以物理吸附为主的吸附过程。Elovich动力学模型更适合描述N-Fe/CNT对Pb(Ⅱ)的吸附,吸附以表面吸附为主。     

氨基功能化双醛淀粉吸附剂的制备及其对Pb(Ⅱ)的吸附行为

以淀粉为原料，高碘酸钠为氧化剂，制备出双醛淀粉(DAS)，然后与水合肼反应制备了氨基功能化双醛淀粉吸附剂(NH₂-DAS)。采用扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱仪、X射线衍射仪、热重分析仪和X射线光电子能谱等表征手段对NH₂-DAS的形貌、元素组成、热稳定性和表面化学性质进行了分析。详细研究了NH₂-DAS吸附剂对水溶液中Pb(Ⅱ)离子的吸附行为和吸附机理。结果表明，NH₂-DAS对Pb(Ⅱ)的吸附符合Langmuir等温吸附模型和准二级吸附动力学模型。当吸附温度为45℃、pH为5.5、吸附时间为240min时，NH₂-DAS对Pb(Ⅱ)的吸附容量达到165mg/g。NH₂-DAS对Pb(Ⅱ)的吸附作用主要是利用其表面—C==N—和—NH₂与Pb(Ⅱ)的配位螯合作用实现的，且为自发、吸热的熵增过程。经过5次再生利用后，NH₂-DAS对Pb(Ⅱ)的吸附容量仍然能达到初始吸附容量的84.8%。该NH₂     

CuS改性活性炭的制备及其镉（Ⅱ）的吸附性能研究

研究了CuS改性对活性炭的表面物理化学特性的影响和改性活性炭对镉(Ⅱ)的吸附性能。考查了不同铜源、不同浓度的Cu²⁺对CuS改性活性炭性能的影响,分析表征其物理及化学性质,并对其吸附脱除镉的吸附容量进行了评价。结果表明：经CuS改性后的活性炭表面出现了大量CuS纳米颗粒物,增大了其比表面积,对Cd²⁺的吸附效果明显增强;CuCl₂^-(1)/AC对水中镉(Ⅱ)的吸附容量达到204.33 mg/g,比未改性活性炭对水中镉(Ⅱ)的吸附容量高出33.68 mg/g;Cu(NO₃)₂-(1)/AC对水中镉(Ⅱ)的吸附容量达到195.30 mg/g,比未改性活性炭对水中镉(Ⅱ)的吸附容量高出24.65 mg/g。     

Mg(OH)2及与Al3+离子共存时去除植酸的性能与机理研究

通过低浓度镁离子和氢氧根离子自然沉淀，低温4°C减慢合成速度来合成Mg(OH)₂，并研究其对于IHP的吸附去除作用和机理。研究结果表明：IHP在Mg(OH)₂表面的吸附热力学符合Freundlich模型，且吸附速率较快，在反应3 min时已达到平衡吸附量的75%。而且Mg(OH)₂对于IHP的吸附具有pH依赖性。对于其机理研究发现，IHP的吸附去除会促进Mg(OH)₂的溶解，Mg²⁺离子先释放进入环境中再被Mg(OH)₂重新吸附，从而促进IHP的进一步吸附。另外Mg(OH)₂与Al³⁺共存时对于IHP的去除具有协同作用，其作用效果大于两者单独作用效果的简单叠加。     

氨基化聚乙烯醇/明胶树脂吸附Cu(Ⅱ)的实验研究

为了回收电解废液中的金属铜,以聚乙烯醇、明胶为原料,制备了聚乙烯醇/明胶交联聚合物(PVA@GEL),再接枝改性试剂3-氨基-三甲氧基硅烷,制备了氨基化聚乙烯醇/明胶树脂(PVA@GEL-NH₂)。采用FT-IR、SEM及EDS对产物进行表征,考察了吸附液酸度、初始质量浓度、吸附时间对PVA@GEL-NH₂吸附Cu(Ⅱ)性能的影响。结果表明,PVA@GEL-NH₂为纳米粒子的聚集体,常温下,溶液p H=5.0、Cu(Ⅱ)初始质量浓度为50mg·L^-1、吸附时间为120min时,PVA@GEL-NH₂对Cu(Ⅱ)的吸附量为49.49mg·g^-1,回收率达到98.98%。PVA@GEL-NH₂对Cu(Ⅱ)的吸附行为,符合Langmuir等温吸附模型和二级动力学吸附模型,在混合溶液中对Cu(Ⅱ)具有较好的选择性,对实验用电池混合废水中Cu(Ⅱ)的吸附回收率达到92%以上。     

Ti3C2Tx超薄纳米片高效率去除废水中重金属的研究

通过刻蚀剥离法制备了Ti₃C₂T_x超薄纳米片，探究了其对废水中重金属离子的吸附特性。通过SEM、XRD、AFM、FT-IR、Raman对Ti₃C₂T_x超薄纳米片的形貌和结构进行了表征，通过ICP-MS对处理前后水体中重金属离子的含量进行了测试。结果表明剥离的Ti₃C₂T_x超薄纳米片表面含有结构缺陷和羟基，当水体中Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)初始浓度为50 mg/L时，47.5 mg Ti₃C₂T_x超薄纳米片对其的去除效率高达90%以上，尤其是对Pb(Ⅱ)的去除效率达到了98.81%,吸附性能远高于大孔树脂、硅藻土和活性炭等常见吸附试剂。在Na(Ⅰ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ) 4种离子共存溶液中，Ti₃C₂T_x超薄纳米片对于Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的...     

羊骨炭对Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)吸附性能研究

以CO2为活化剂制备羊骨炭,在不同溶液pH、初始浓度、活性炭投加量等条件下,通过动态吸附试验考察羊骨炭对Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)的吸附规律,并用Langmuir和Freundlich吸附等温模型对其吸附性能进行了分析。结果表明,当羊骨炭对Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)的最佳吸附量分别为:4.2 mg/g、0.07 mg/g和2.7 mg/g时,吸附液的pH值Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)为7～8、Cr(Ⅵ)为酸性pH<6;羊骨炭的投加量分别为:0.2、0.7、0.03 g;最佳初始浓度分别为:60 mg/L、15 mg/L、30 mg/L。羊骨炭对3种离子的吸附行为基本符合Langmuir吸附等温模型和Freundlich吸附等温模型,计算得四种离子的最大吸附量分别为:4.854、1.247、0.402 mg/g。     

牡丹壳基类石墨烯多孔炭材料对四环素的吸附研究

以废弃牡丹壳为原料，通过浸渍-煅烧的方法，制备了类石墨烯多孔炭(PGCs)。借助TEM、XRD和BET分析仪等对PGCs进行了表征，考察了溶液pH值、吸附时间和温度等因素对PGCs去除四环素(TC)性能影响。结果表明：PGCs材料具有较高石墨度、比表面积(3 626.2 m²·g^-1)、孔容(1.035 cm³·g^-1),以及丰富的含氧表面官能团；在pH值=3～11、盐离子存在条件下(c_Na2SO4/NaCl=0.1～0.5 mol/L),该材料对TC均表现出良好的吸附性能；吸附为自发吸热过程，符合Freundlich等温吸附和Pseudo-second-order动力学模型，25℃时平衡吸附量为858.0 mg·g^-1。经过5次吸附-解吸后，吸附量仍保持在500 mg·g^-1以上。结合表征分析和吸附研究，认为PGCs材料对TC的高效吸附得益于其高比表面积和多级孔结构，以及表面C=O和sp<...     

二乙烯三胺改性膨胀石墨吸附溶液中MoO_4~(2-)

以二乙烯三胺(DETA)为改性剂,对羧基化膨胀石墨(EG-COOH)进行表面修饰,制备了一种对MoO_4^(2-)具有选择性吸附能力的吸附剂EG-DETA。FTIR分析表明,膨胀石墨(EG)表面成功接枝上了二乙烯三胺(DETA)。考察了p H、初始浓度、吸附时间、外加电场对EG-DETA吸附MoO_4(2-)具有选择性吸附能力的吸附剂EG-DETA。FTIR分析表明,膨胀石墨(EG)表面成功接枝上了二乙烯三胺(DETA)。考察了p H、初始浓度、吸附时间、外加电场对EG-DETA吸附MoO_4^(2-)效果的影响。结果表明,最佳的吸附条件为:1. 2 V的外加电场,初始浓度为450 mg/L,p H=4,吸附时间240 min。此时EG-DETA对MoO_4(2-)效果的影响。结果表明,最佳的吸附条件为:1. 2 V的外加电场,初始浓度为450 mg/L,p H=4,吸附时间240 min。此时EG-DETA对MoO_4^(2-)的饱和吸附量为1 090 mg/g,洗脱率为64%。动力学研究表明,吸附过程符合一级动力学模型,吸附速率受扩散控制;热力学研究表明,吸附过程属于Langmuir单分子层吸附。     

二氧化铈/钙铝水滑石/活性炭的制备及环境应用

采用超声辅助共沉淀法,制备了二氧化铈/钙铝水滑石/活性炭复合材料(CeO₂/CaAl-LDHs/AC)。通过场发射扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱和热重分析技术,对CeO₂/CaAl-LDHs/AC的形貌、组成和结构进行了表征。结果发现:花样片层状的CeO₂/CaAl-LDHs材料均匀地分布在活性炭上。考察了CeO₂/CaAl-LDHs/AC对水溶液中铬(Ⅵ)、铅(Ⅱ)、氟和孔雀绿的吸附性能。此类污染物的吸附过程均符合准二阶动力学模型和Langmuir等温模型;在pH=7、45℃和吸附时间2h条件下,CeO₂/CaAl-LDHs/AC可成功用于铬(Ⅵ)、铅(Ⅱ)、氟和孔雀绿的吸附去除,最大吸附量分别为83.06mg/g、131.58mg/g、61.20mg/g和420.17mg/g。     

氨基和羧基功能化磁性微球去除水溶液中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)

以甲基丙烯酸和丙烯酰胺为功能单体,通过悬浮聚合法制备了氨基和羧基双功能化的磁性复合微球(Fe3 O4@SiO2-NH2/COOH),并探讨了其对水溶液中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附性能.X-射线衍射(XRD)分析表明,制备的磁性吸附剂内核为Fe3 O4.红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)测试表明,氨基和羧基对Fe3 O4@SiO2表面改性成功.吸附试验显示,Fe3O4@SiO2-NH2/COOH吸附Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的最优pH值分别为5.0和5.5,吸附过程均符合动力学准二级模型和Langmuir吸附等温模型,吸附剂对Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)最大吸附量分别为207.807 mg/g和168.995 mg/g.实际饮用水样中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附表明,去除率分别可达97.74％和91.44％.该磁性吸附剂对两种重金属离子吸附量大、去除率高,具有良好的实际应用潜力.     

改性柚子皮对污染海水中铜离子的吸附研究应用

为了寻求性能良好的环保型吸附剂，用于去除海水中重金属Cu(Ⅱ),以柚子皮对Cu(Ⅱ)的吸附率和吸附容量为指标，研究不同质量浓度的氢氧化钠和柠檬酸对柚子皮改性后的吸附效果，并探究反应时间、反应温度、pH值、海水中共存主要金属离子(Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺)、Cu(Ⅱ)浓度与柚子皮用量对改性柚子皮吸附海水中Cu(Ⅱ)性能的影响。实验结果表明：柚子皮被5%柠檬酸改性后的吸附率较好，比未改性柚子皮对Cu(Ⅱ)的吸附率高出约一倍；当Cu(Ⅱ)质量浓度为10 mg/L时，在反应温度为25℃、吸附时间为60 min、改性柚子皮投加量10.0 g/L时，改性柚子皮对Cu(Ⅱ)的吸附效果比较好，吸附率为97.0%;随着Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺质量浓度的变大，改性柚子皮对Cu(Ⅱ)的吸附率减小，但减少幅度不大，仍均保持在90%左右，说明改性柚子皮可以很好地用于海水中Cu(Ⅱ)去除，对于取样于天津附近海水中的Cu(Ⅱ),平均吸附率可达83.03%。     

磷酸铵镁法回收养猪沼液中氮磷的影响因素研究

以模拟养猪沼液为研究对象，MgCl₂·6H₂O和K₂HPO₄·3H₂O分别为镁源和磷源沉淀剂，采用磷酸铵镁法(MAP)回收养猪沼液中的氮磷。考察了反应温度、搅拌速率、 pH值、 n(Mg)∶n(N)和n(P)∶n(N)对氮磷回收率的影响。结果表明，磷酸铵镁法回收养猪沼液中氮磷的最佳工艺条件为：pH值为9.5、反应温度为30℃、搅拌速率为200 r/min、 n(Mg)∶n(N)为1.2、 n(P)∶n(N)为0.6，此时模拟养猪沼液磷酸盐和氨氮的回收率分别为81.13%和55.97%，剩余磷酸盐和氨氮的质量浓度分别为9.47 mg/L和286.55 mg/L，可实现养猪沼液中氮磷的资源化利用。     

镁铝铁类水滑石对苯酚的吸附特性及机理研究

通过共沉淀法制备了层状双金属氢氧化物Mg/Al/Fe-LDHs,考察了LDHs投加质量、苯酚初始质量浓度、溶液pH和反应温度(T)对苯酚吸附特性的影响。结果表明，LDHs投加质量为0.5 g、苯酚初始质量浓度为10 mg/L、pH=8.0、T=35℃最佳吸附条件下，平衡吸附量达17.41 mg/g。吸附过程符合一级动力学方程，吸附速率为0.021 7 min^-1,平衡吸附量为9.30 mg/g。吸附前后材料的XRD和FT-IR表征结果表明，LDHs吸附苯酚机理不仅涉及表面吸附，还包括LDHs板层结构重建和羟基离子置换。     

硫掺杂ZnFe2O4/蒙脱石复合材料的铀酰吸附研究

为获得铀酰(UO2²⁺)吸附性能高的吸附剂,以蒙脱石(Montmorillonite,MMT)和铁酸盐(ZnFe₂O₄)为原材料与L-半胱氨酸通过水热反应制备了硫掺杂ZnFe₂O₄(S-ZnFe₂O₄)和ZnFe₂O₄/MMT(S-ZnFe₂O₄/MMT),采用XRD、FTIR和SEM对S-ZnFe₂O₄和S-ZnFe₂O₄/MMT进行了结构表征,研究了pH、接触时间和UO2²⁺初始质量浓度对UO2²⁺吸附效果的影响,结果表明:S-ZnFe₂O₄呈高分散的纳米颗粒状,并且均匀分布于蒙脱石片层结构表面;S-ZnFe₂O₄与蒙脱石复合后能明显提高其UO2²⁺吸附性能,最佳吸附pH为6.0;S-ZnFe₂O₄和S-ZnFe₂O₄/MMT复合材料对UO2²⁺的最大吸附量分别为51.44 mg/g和68.45 mg/g;吸附符合Langmuir等温吸附模型和伪二阶动力学模型,说明吸附过程属于表面单分子层化学吸附。     

p型掺杂剂Cp2Mg在MOCVD气相中的反应机理研究

采用量子化学的密度泛函理论计算,提出并研究了金属有机化学气相沉积(MOCVD)气相过程中p型掺杂剂Cp₂Mg的反应机理。特别判断了不同温度下各反应进行的可能性。发现Cp₂Mg主要有两条相互竞争的反应路径,加合路径和氢解路径。对于加合路径,在293~573 K的温度范围内,会形成络合物Cp₂Mg∶NH₃或Cp₂Mg∶(NH₃)₂。对于氢解路径,气相中的H自由基是一把“双刃剑”。一方面H自由基对Cp₂Mg的分解有积极的辅助作用,明显降低了Cp₂Mg的分解温度;另一方面由于钝化作用会形成Mg-H气相络合物,影响p型掺杂效果。     

Mg/Ca浸渍改性生物炭去除废水中磷的研究

以农林废弃物水稻秸秆作为生物炭原料，在400、550℃的热解温度下制备生物炭，探究CaCl₂、MgCl₂改性生物炭(CBC-400、CBC-550、MBC-400、MBC-550)对磷的吸附性能。研究结果显示，MBC和CBC对磷的吸附特点不同：MBC对磷的吸附速率慢但吸附量大，而CBC的吸附速率快但吸附量小。等温吸附实验结果显示，MBC-400和MBC-550的饱和吸附量分别为67.08、60.17 mg/g，高于CBC-400和CBC-550(5.97、18.51 mg/g)。根据吸附动力学结果可知，CBC的吸附过程符合准一级吸附动力学，MBC对磷的吸附分为表面扩散和吸附两个阶段进行。在初始pH为3～11范围内，由于CaHPO₄和Ca(H₂PO₄)₂的表面沉淀作用受pH的影响，CBC吸磷量随pH的升高而略微上升，而MBC在静电吸附作用下吸磷量随着pH的升高而下降。采用XPS、SEM、BET、FTIR、XRD对生物炭的吸附作用进行分析，结果表明CBC吸附磷...     

镁铝钡三元水滑石的制备及吸附性能研究

以Al(NO3)3·9H2O、Mg(NO3)2·6H2O、Ba(NO3)2为原料，用共沉淀法制备了Mg/Al/Ba三元水滑石(Mg/Al/Ba-LDHs)，经过傅里叶红外光谱仪和比表面及孔径分析仪进行表征。考察了该水滑石对重金属铬离子(Ⅲ)的吸附行为及干扰离子，优化了浓度、时间、温度、酸度(pH)等因素对Mg/Al/Ba-LDHs吸附性能的影响。结果表明，在最佳浓度13mg/mL、时间150 min、温度30℃、pH=6时吸附容量最大达到400mg/g。     

Mn2+掺杂Mg/Al水滑石强化水中磷酸盐吸附性能

由于磷酸盐过量引起的富营养化对生态系统和人类健康产生的不利影响，已成为迫切需要解决的全球性环境问题。采用共沉淀法制备了Mn²⁺掺杂的Mg/Al/Mn三元类水滑石材料，实现了废水中磷酸盐的有效去除。采用X射线衍射(XRD)技术对Mg/Al/Mn类水滑石的结构进行了表征，并考察了吸附时间、初始磷浓度以及溶液pH值对磷酸盐吸附效果的影响。结果表明：适量掺杂Mn²⁺能增大类水滑石的层间距，有利于磷酸盐的吸附。Mg/Al/Mn类水滑石对磷酸盐的吸附动力学过程符合准二级动力学模型，而吸附等温线适合用Langmuir模型描述。当Mn²⁺占所有金属离子百分比为2.5%时，理论饱和吸附量最大，达到119.7 mg/g,约为Mg/Al水滑石的2倍。此外，Mg/Al/Mn类水滑石还具有宽的pH值适应范围(3～11)。以上结果表明Mg/Al/Mn三元类水滑石是一种有前途的吸附剂，可用于废水中磷酸盐的高效处理。     

6,7-二羟基香豆素温敏表面分子印迹材料制备及吸附性能

以6,7-二羟基香豆素为模板分子，纳米SiO₂为表面载体，丙烯酰胺(AM)为功能单体，引入温敏单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM),二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)做交联剂，采用沉淀聚合法制备6,7-二羟基香豆素温敏表面分子印迹聚合物(T-SMIPs)。红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对聚合物结构与形貌进行了表征验证；吸附性能研究显示，所得MIP2能有效地对6,7-二羟基香豆素进行选择性吸附，当吸附液浓度为0.8 mg/mL时，吸附量可达21.85 mg/g,吸附过程与Langmuir和Freundlich模型相符；此外，印迹材料具有一定的温度响应性，降低温度有利于吸附。该研究可为天然药物中香豆素类成分的分离纯化、富集提供新的方法与思路。