壳聚糖印迹树脂对铜的吸附性能研究

以壳聚糖为基质,Cu2+离子为模板剂,采用分子印迹技术,制备壳聚糖印迹树脂Cu-CTS,研究其对Cu2+的吸附性能。吸附优化结果表明,Cu2+溶液的初始浓度为200 mg/L,p H=5.5,吸附剂投加量为0.05 g,振荡吸附3 h,吸附量可达88.60 mg/g。Cu-CTS较NI-CTS的吸附能力提高了37.63%,可用于水体中Cu2+的富集和分离。     

三聚硫氰酸三钠盐对水溶液中Cd2+、Hg2+的吸附研究

使用三聚硫氰酸三钠盐(TMT)作吸附剂,对Cd²⁺、Hg²⁺水溶液(浓度100 mg/L)进行吸附处理。研究了溶液p H值、温度、TMT用量以及吸附时间对重金属离子去除率的影响,得到了吸附Cd²⁺、Hg²⁺的最佳吸附条件,并采用能谱仪对其沉淀物进行了分析表征。结果表明:吸附剂的使用量为60 mg,p H值为7,吸附时间为5 h时,吸附效果最佳。当吸附温度为30℃时,Cd²⁺的去除率达到98.88%。吸附温度为20℃时,Hg²⁺的去除率达到97.44%。     

N-羧甲基壳聚糖吸附锰矿废水中锰离子(Ⅱ)研究

利用N-羧甲基壳聚糖吸附锰矿废水中Mn2+,通过考察吸附剂质量浓度、溶液pH、吸附温度及时间的影响,采用L16(45)正交试验确定吸附10.6 mg/L Mn2+废水的最佳工艺条件为:30.0 mg/m L N-羧甲基壳聚糖,在溶液pH=5.5、65℃下,振摇吸附8.5 h,Mn2+去除率99.1%,吸附后废水中Mn2+浓度0.095 mg/L,满足国家规定地表水锰含量要求,吸附过程符合Langmiur吸附特征,属于单分子层吸附。由于N-羧甲基壳聚糖吸附锰矿废水中Mn2+工艺简便、吸附效率高,从而可为相关行业的水污染处理提供理论基础。     

甘蔗渣表面处理及吸附Cd~(2+)的应用

以甘蔗渣为原料,经10%丁二酸对甘蔗渣进行处理,经丁二酸处理能显著提高其对Cd2+的吸附能力。分别考察甘蔗渣处理前后在不同初始浓度、时间、p H、吸附剂用量等因素条件下吸附Cd2+。实验结果表明处理过的甘蔗渣吸附最佳初始浓度为20 mg/L、吸附时间是1 h、p H为6、在60 mg/L镉离子溶液中吸附剂用量为0.6~1.0 g/100 m L。     

Zn/Mn/PAA的制备及对铀酰离子的吸附

以聚丙烯酸为原料，Zn2+和Mn2+为交联剂，环氧丙烷为促凝剂，采用溶胶-凝胶法制备了一系列锌/锰交联聚丙烯酸多孔聚合物（Zn/Mn/PAA），考察了Zn/Mn/PAA对铀酰离子（UO22+）的吸附性能，并探讨了吸附剂用量、pH、吸附时间、共存离子以及离子浓度对吸附性能的影响。结果表明，Zn2+和Mn2+物质的量比为1：1（交联剂总用量与聚丙烯酸物质的量比为10：1）时，所得样品Zn/Mn/PAA-2对UO22+的吸附性能最优。在pH=4.3，UO22+的初始质量浓度10 mg/L，吸附时间30 min，吸附剂用量为1 g/L，吸附温度25 ℃的优化条件下，Zn/Mn/PAA-2对UO22+的最大去除率为82.3%，吸附动力学符合准二级动力学模型。在其他金属离子存在时，Zn/Mn/PAA-2对UO22+的吸附具有选择性。在不同水样中Zn/Mn/PAA-2对UO22+的最大去除率可达82.8%。5次循环利用后，Zn/Mn/PAA-2对UO22+的去除率和解吸率仍然可分别达65%和72%。     

臭氧-生物活性炭联用工艺去除腐殖酸的试验

在选取UV254作为腐殖酸浓度表征指标的基础上,考察了初始腐殖酸浓度、Mn2+浓度、p H及常规处理对臭氧-生物活性炭出水效果的影响。结果表明臭氧-生物活性炭工艺对腐殖酸的去除是在臭氧氧化分解、活性炭吸附和生物降解的共同作用下完成。腐殖酸初始浓度升高,出水腐殖酸的去除率反而下降;当原水中存在Mn2+离子时,Mn2+的催化作用凸显,且在Mn2+投加量为0.75 mg/L条件下,臭氧-生物活性炭出水的腐殖酸去除效果最佳;p H的升高和前置混凝沉淀均有利于后续臭氧-生物活性炭对腐殖酸的去除。     

城市剩余污泥制备活性炭吸附剂对Ni2+的吸附研究

以城市污水处理厂剩余脱水污泥为原料,采用化学活化热解法制备了污泥活性炭吸附剂,对水溶液中的Ni2+进行去除,确定了最佳实验参数。实验结果表明,吸附时间为1 h、p H为7、吸附剂用量为6 g/L时,对含Ni2+废水(Ni2+质量浓度为50 mg/L)的平均去除率为29.132%,污泥活性炭吸附剂的平均吸附容量为2.428 mg/g。通过单因素实验得出吸附时间为80 min、溶液p H为7时,对溶液中的Ni2+有较好的去除效果。Ni2+在污泥活性炭吸附剂上的吸附比较符合伪二级吸附动力学方程,Langmuir等温方程更适合描述Ni2+在污泥活性炭吸附剂上的吸附行为。     

玉米苞叶改性壳聚糖对Cu2+的吸附研究

通过玉米苞叶改性壳聚糖制备了复合吸附剂,并对Cu²⁺进行了吸附。研究吸附剂用量、吸附温度、吸附时间对Cu²⁺吸附性能的影响,并通过红外光谱进行了结构表征。结果表明,复合吸附剂的比表面积为94.13 m²/g,平均孔隙大小为4.46 nm,较改性前有较大幅度的提高。最佳吸附条件为：吸附剂用量1.0 g、吸附温度50℃、吸附时间60 min, Cu²⁺去除率达97%以上;改性壳聚糖与壳聚糖相比,Cu²⁺去除率大大提高,表明利用玉米苞叶改性壳聚糖制备的复合吸附剂具有较好的吸附性能。     

壳聚糖/埃洛石复合吸附剂的制备与吸附性能

将埃洛石分散于壳聚糖的溶液中,利用戊二醛进行交联,制备埃洛石/壳聚糖复合吸附剂,通过红外光谱仪对复合吸附剂进行结构表征分析,进一步研究复合吸附剂对Cr(Ⅵ)离子的吸附性能,通过单因素条件的变化研究了Cr(Ⅵ)离子浓度、吸附剂用量、吸附时间、吸附温度、p H值对复合吸附剂吸附性能的影响,表明复合吸附剂对Cr(Ⅵ)离子的吸附性能比单一组分的埃洛石更加优越。     

铅离子印迹聚合物吸附Pb~(2+)动力学和热力学研究

采用沉淀聚合法制备了铅离子印迹聚合物,研究印迹聚合物对Pb2+的吸附性能,讨论了吸附过程的动力学和热力学特征。结果表明,在20 m L质量浓度10.0 mg/L的Pb~(2+)溶液中,溶液p H为6、温度为30℃、投加量为120 mg,吸附平衡时间为6 h的条件下,铅离子印迹聚合物对Pb2+去除率达到98.4%。吸附动力学过程可以采用准1级动力学方程描述。温度对吸附效果有影响,在20℃时,等温吸附过程采用Langmuir模型描述比较合理;在30℃和40℃的等温吸附过程采用Langmuir和Freundlich模型均可进行描述。对吸附热力学参数ΔG、ΔH和ΔS的计算表明,吸附过程是吸热的自发过程。     

钛柱撑蒙脱石对镍离子和锰离子的吸附机理

以钠基蒙脱石(Na-MMT)、钛酸四丁酯作基质材料,通过溶胶-凝胶法制备了钛柱撑蒙脱石(Ti-MMT)。利用XRD、FTIR及SEM对Ti-MMT进行了结构表征,考察了不同吸附条件对Ti-MMT吸附Ni~(2+)和Mn~(2+)的影响,并重点分析水溶液pH对Ti-MMT Zeta电位及吸附的影响,探究了Ti-MMT吸附Ni~(2+)和Mn~(2+)的机理。结果表明:Ti-MMT具有较大的晶面间距(d001=2.94 nm);pH对吸附Ni~(2+)与Mn~(2+)有较大影响,去除率随初始水溶液pH增加而提高。在pH=7,Ni~(2+)和Mn~(2+)初始质量浓度为50 mg/L,Ti-MMT投加量分别为5和9 g/L时,Ni~(2+)在318 K下吸附120 min,吸附量可达9.46 mg/g,去除率可达94.59%,Mn~(2+)在328 K下吸附180 min,吸附量可达4.82mg/g,去除率可达86.73%。此外,Ti-MMT对两种离子的吸附都更符合Temkin等温吸附模型及拟二级动力学模型,吸附过程受液膜扩散、颗粒内扩散等环节控制,且以离子交换的化学吸附为主。热力学分析表明,Ti-MMT对Ni~(2+)的吸附属于自发吸热熵增过程,而Mn~(2+)属于吸热熵增的非自发过程。     

有机改性磁性碱性钙基膨润土的制备及对Cu(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)的吸附

为提高磁性碱性钙基膨润土（magnetic alkaline Ca-bentonite,MACB）的吸附性能和磁稳定性,以壳聚糖和羧甲基纤维素钠的交联共聚膜（chitosan/sodium carboxymethyl cellulose copolymer film,CC）为改性剂,采用一步共沉淀法制备了CC改性的磁性碱性钙基膨润土MACB/CC（CC-modified magnetic alkaline Ca-bentonite,MACB/CC）,对改性前后材料的结构特性进行分析,并进行MACB/CC对Cu（Ⅱ）和Mn（Ⅱ）的吸附性能研究。研究结果表明,有机共聚膜CC已成功负载在MACB表面,有机改性后的MACB/CC具备更好的磁分离性能和磁稳定性;Cu（Ⅱ）和Mn（Ⅱ）在MACB/CC上的吸附是一个先快速而后缓慢的过程,吸附时间为60min时,MACB/CC对Cu（Ⅱ）和Mn（Ⅱ）的吸附率已分别达到97%和85%;溶液的初始pH对MACB/CC吸附的影响明显,随着pH的升高,MACB/CC对Cu（Ⅱ）和Mn（Ⅱ）的吸附率逐渐上升,在pH为7时对两种重金属的吸附率达到99%和92%;当Cu（Ⅱ）和Mn（Ⅱ）共存时,MACB/CC对Cu（Ⅱ）的吸附能力大于Mn（Ⅱ）;经5次循环利用后,MACB/CC对Cu（Ⅱ）和Mn（Ⅱ）的吸附率仍分别保持在93%和90%以上;MACB/CC对Cu（Ⅱ）和Mn（Ⅱ）的吸附符合Langmuir模型,Langmuir吸附容量分别为94mg/g和38mg/g,吸附过程可由准二级动力学模型描述,说明控制吸附速率的主要是化学吸附;MACB/CC对Cu（Ⅱ）和Mn（Ⅱ）的吸附机理主要包括阳离子交换、表面沉淀和络合作用。总之,相对于MACB,经有机修饰的MACB/CC具有更好的吸附性能、磁稳定性和磁分离能力,是一种非常有应用前景的重金属废水吸附材料。     

硫化锡钾的制备及其对Co2 选择性吸附

以碳酸钾、锡粉、硫粉为原料,用水热法合成了硫化锡钾(KSnS),利用SEM、XRD、XPS等对KSn S的形貌和组成进行了表征分析。并通过静态吸附实验分别考察了接触时间、pH、共存离子和Co~(2+)初始浓度对KSnS吸附Co~(2+)效果的影响。结果表明:KSnS对Co~(2+)的吸附平衡时间约为25 min,饱和吸附容量为149 mg/g。当Co~(2+)初始质量浓度为5 mg/L、液固比为2500 mL/g时,KSnS对Co~(2+)的分配系数可达到6.5×10~5 m L/g,去除率为99.84%。当溶液为中性时,KSnS的吸附性能最佳。KSnS对Co~(2+)有较高的选择性,当干扰离子质量浓度是Co~(2+)的100倍时,KSnS对Co~(2+)的去除率仍能达到92%以上。KSnS对Co~(2+)的吸附动力学行为可用准二级动力学方程描述,吸附过程属于化学吸附。通过Weber-Morris模型和Boyd模型分析可知,液膜扩散过程是主导吸附速率的步骤。     

Mn3O4@SiO2核壳磁性复合材料对钼(VI)的吸附性能

采用氧化法和正硅酸乙酯水解法制备了Mn3O4@SiO2核壳结构磁性纳米材料，研究了其对水溶液中Mo(VI)离子的吸附效果。运用Ｘ射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、红外光谱仪(IR)及磁强计(VSM) 等多种手段对Mn3O4@SiO2核壳磁性复合材料进行了表征,并研究了溶液的初始pH、Mo(VI)离子初始浓度和温度对Mo(VI)吸附量的影响。结果表明：在298 K条件下Mn3O4@SiO2核壳结构磁性复合材料对Mo (VI)的饱和吸附量为145.35 mg/g； Mn3O4@SiO2对Mo (VI)的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型，吸附动力学符合准二级动力学模型；吸附热力学分析表明Mn3O4@SiO2复合材料对Mo (VI) 的吸附行为是自发的、放热过程。     

MgF2包覆对正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2性能的影响

通过浸渍法在正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的表面包覆MgF2,通过XRD、SEM、交流阻抗（EIS）分析、充放电测试研究了不同量MgF2包覆对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的结构与电化学性能的影响。结果表明,MgF2以非晶态形式包覆于LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料颗粒的表面,当包覆量为3%（物质的量分数,下同）时,三元正极材料具有优良的电化学性能,在3.0~4.6 V充放电范围内0.1C充放电倍率下,首次放电比容量为196.3 mA·h/g,1C循环50次后容量保持率为95.7%,55 ℃高温下1C循环50次后容量保持率为93.3%。     

Highly selective adsorption of Pt(IV) from spent catalyst by polyethyleneimine functionalized polyethylene/polypropylene non-woven fabric

Aiming at efficient recovery of platinum (Pt) from aqueous solution, the aminated polyethylene/polypropylene non-woven fabric (PE/PP NWF) was synthesized via radiation grafting of glycidyl methacrylate (GMA), followed by ring-opening reaction with polyethyleneimine (PEI). The effects of different parameters, including pH, sorption time, initial Pt(IV) concentration, competing ions and adsorbent dosage on the Pt(IV) adsorption performance were investigated by batch adsorption tests. A high Pt(IV) adsorption capacity of 485.0 mg g⁻¹ (initial concentration: 263.5 mg L⁻¹) was achieved, and the adsorption kinetics and isotherm conformed to the pseudo-second-order model and the Langmuir isotherm model, respectively. Moreover, the PEI functionalized PE/PP NWF exhibited excellent adsorption performance over the wide pH range (1–6), and also good selectivity for Pt(IV) over multiple coexisting metal cations (Ni, Cu, Co, Pb, Mg, and Zn). The recovery ratio of Pt from spent proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) catalysts reached 89.7% after three cycles of regeneration.     

铷掺杂三元正极材料Li1-xRbxNi0.4Co0.2Mn0.4O2的制备及其电化学性能

采用共沉淀法制备了三元材料LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2,掺杂不同比例铷进行改性,对其进行了结构表征,考察了其电化学性能. 结果表明,Li0.97Rb0.03Ni0.4Co0.2Mn0.4O2样品的结晶度较好,铷掺杂起到了稳定三元材料晶体结构的作用,有效改善了材料的电化学性能,5C倍率下放电比容量达130 mA?h/g.     

农业废弃物香芋柄对含Mn2+废水的吸附

以废弃香芋柄作为新型生物吸附剂,通过静态吸附实验,研究了pH、温度、吸附时间、Mn2+初始浓度等因素对香芋柄吸附Mn2+的影响,分析了吸附过程的热力学、动力学和等温吸附规律. 结果表明,溶液初始pH=4,香芋柄用量6 g/L,30℃下吸附60 min,溶液中Mn2+吸附去除率达90.79%以上,吸附容量高达18.16 mg/g. 应用Langmuir和Freundlich模型描述香芋柄对Mn2+的吸附过程,结果显示Freundlich吸附等温线拟合效果更好. 吸附动力学实验数据符合准二级动力学模型. 计算得到热力学参数DG<0, DH>0, DS>0,表明该吸附过程是自发和吸热的过程.     

NOx adsorption on MnO2/NaY composite: an in situ FTIR and EPR study

The NO, NO/O₂, and NO/O₂/H₂O adsorption on MnO₂/NaY (5 and 15 wt.% MnO₂) composite catalyst and NaY has been studied by means of in situ FTIR and EPR spectroscopy at elevated temperatures and during heating under reaction-like conditions. NO adsorption and co-adsorption of NO and O₂ on NaY and MnO₂/NaY proceeds via oxidation of NO forming NO₂⁻ and NO₃⁻ species. Whereas the manganese dioxide preferably acts as oxidising agent, the zeolite stores the NO_x species as nitrite and nitrate ions in the solid. In the presence of oxygen, the nitrate formation is enhanced due to additional oxidation of NO through gaseous oxygen leading to NO₂. Dimerisation of NO₂ to N₂O₄ and following disproportionation of the latter causes the formation of NO⁺ and NO₃⁻ species which are associated with nucleophilic zeolitic oxygen and especially alkali cations of the zeolite, respectively. The presence of oxygen facilitates reoxidation of Mn²⁺ which keeps more Mn ions in the active state. Pre-adsorbed water and higher amounts of water vapour in the feed hinder the NO adsorption by blocking the adsorption sites and shift the nitrate formation to higher temperatures. The quantities and thermal stability of the nitrates formed during NO and NO/O₂ adsorption differs which points to a different mechanism of nitrate formation. In the absence of gaseous oxygen, nitrates are formed by participation of only lattice oxygen. In the presence of oxygen, nitrate formation by dimerisation and disproportionation reactions of NO₂ dominates. The manganese component of the composite catalyst supports the oxidation of NO to nitrite and subsequently to nitrate. During this process Mn⁴⁺ is reduced to Mn²⁺ as evidenced by in situ EPR measurements.