壳聚糖复合磁性生物炭吸附去除水中Cu(Ⅱ)的性能和机理

以粉碎松树枝粉末为原料高温热解制备生物炭,然后采用水热方法与Fe3O4和壳聚糖复合,制备复合吸附剂,并将其用于水中Cu(Ⅱ)的吸附去除。研究发现复合吸附剂可有效去除Cu(Ⅱ),反应1.5h后可达到吸附平衡,其最大平衡吸附量为74.83mg·g-1。对其吸附机理研究表明,Cu(Ⅱ)在复合吸附剂表面的吸附过程包括表面扩散、颗粒内部扩散和吸附平衡扩散三个阶段,其吸附反应动力学可采用准二级反应动力学方程拟合,吸附等温线符合Langmuir模型。对其反应热力学研究表明Cu(Ⅱ)在复合生物炭表面的吸附主要为物理吸附。     

生物质复合燃料焚烧灰制备陶粒及其对Pb（Ⅱ）的吸附特性研究

以生物质复合燃料焚烧灰为原料制备陶粒并应用于处置含铅废水。结果表明,混烧灰、原污泥与高岭土掺配比例为70%∶20%∶10%时,1 050℃烧制的陶粒性能较好。陶粒内部结构主要由气孔和孔间壁组成。陶粒对100mg/L的Pb(Ⅱ)的吸附平衡时间约为13h,吸附去除率超过99.9%。随着吸附质初始浓度的增大,陶粒吸附剂对Pb(Ⅱ)的吸附能力增幅逐渐平缓。吸附剂的量大于5g/L时,Pb(Ⅱ)的吸附去除率趋于平衡,且当吸附剂粒径小于2.36mm或者溶液pH值大于6时,陶粒吸附剂对100mg/L的Pb(Ⅱ)的吸附去除率普遍可以达到99%。等温吸附研究表明陶粒对Pb(Ⅱ)的吸附更符合Langmuir模型;准一级模型适合用于描述其吸附动力学行为。升高温度有利于增加陶粒对pb(Ⅱ)的吸附能力,并且有利于吸附过程的自发进行。     

MoS_2吸附去除水中Cu(Ⅱ)的机制研究

采用一步水热法制备纳米MoS_2,对水中Cu(Ⅱ)有较好的吸附去除效果。Cu(Ⅱ)的最大吸附去除量221.3 mg·g~(-1)。采用表面络合模型(SCFM)描述Cu(Ⅱ)在MoS_2吸附剂表面上的吸附机制。实验表明:MoS_2对Cu(Ⅱ)的吸附过程包括物理和化学两种吸附作用,化学吸附是主要的吸附作用,决定了Cu(Ⅱ)的吸附去除效果。     

新型磁性Fe/Mn纳米复合材料对水中铅离子的去除

为了有效去除水中的铅离子,实验制备以MnO₂为吸附表面的磁性Fe/Mn纳米复合吸附剂,并进行了吸附实验研究,分析pH、温度等参数对吸附的影响．结果发现,从298 K Langmuir等温吸附曲线可以计算出Fe/Mn复合吸附剂对Pb2+的饱和吸附量(Q₀=118.06 mg/L)．复合吸附剂对Pb2+的吸附总量正比于pH(1.5～5)和温度(303～323 K)．在研究纳米复合材料对铅离子的吸附动力学实验中发现,纳米复合材料和铅离子之间的吸附动力学符合假二级模型,通过相关热力学研究计算得到纳米材料和铅离子之间为吸热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.     

聚乙二醇@聚(单宁酸-己二胺)的制备及其吸附性能的研究

本研究利用聚乙二醇与单宁酸形成聚电解质复合物,进一步与1,6-己二胺反应,形成以聚乙二醇为核、聚(单宁酸-己二胺)为壳的聚乙二醇@(单宁酸-己二胺)微胶囊(PEG@PTHA),并用于水溶液中阴离子染料刚果红(CR)的吸附研究。用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)对材料的结构、成分进行了表征,并探讨了反应时间、初始染料浓度对吸附剂去除CR的吸附效果的影响。实验结果表明,PEG@PTHA对CR有较强的吸附性能,在303 K水浴温度下,吸附反应在12 h内达到吸附平衡,吸附量随初始浓度的增加而增加。在实验条件下染料浓度为240 mg/L时最大吸附量为314.7 mg/g。结果显示,吸附剂对CR的吸附行为符合准二级动力学方程,吸附等温线可用Langmuir等温吸附模型较好地描述。     

绿色吸附剂松树叶去除水中Cr(Ⅵ)的性能和机理研究

将废弃松树叶用于水中Cr(Ⅵ)的吸附去除。研究发现松树叶可有效去除Cr(Ⅵ),反应3h后可达到吸附平衡,其最大平衡吸附量为45.73mg·g~(-1)。Cr(Ⅵ)在松树叶表面的吸附动力学符合准二级反应动力学和Freundlich等温线模型,其吸附过程包括表面扩散、颗粒内部扩散和吸附平衡扩散3个阶段。该吸附为吸热反应,吸附活化能为54.68kJ·mol~(-1)。研究表明将松树叶进行资源化利用,作为绿色吸附剂吸附去除水中的重金属离子是一种高效、环境友好的方法。     

提取樟油后的樟叶残渣制作重金属离子吸附剂

以提取樟油后的樟叶废弃物为原料,通过功能化处理制备生物质重金属离子吸附剂,分析了樟叶吸附剂的粒径、改性方法、用量、废水初始浓度和离子强度等因素对其Pb(II)吸附性能的影响。结果表明,樟叶吸附剂的粒径越小,吸附能力越强;经过BTCA功能化后的BTCA-CL樟叶吸附剂对Pb(II)的吸附能力最强;随着初始溶液浓度增加,樟叶吸附剂对Pb(II)吸附量逐渐提升;吸附剂用量的增加和水溶液中存在的盐离子使得其对Pb(II)吸附有所降低,其吸附机理以分子链上活性功能团与重金属离子间络合配位的化学吸附为主。樟叶吸附剂作为廉价的吸附材料,在去除废水重金属离子上具有较大的应用价值。     

水泥基材料铝酸三钙对水体重金属去除机制研究

电镀废水中的Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)严重危害人体健康和生态环境，经济有效地处理废水中的Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)对保护人体健康和生态环境尤为重要。采用水泥基材料铝酸三钙(C₃A)去除Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ),考察了反应时间、初始质量浓度及溶液pH对去除的影响；且结合反应后固体产物微观表征和宏观溶液组分分析，探讨了Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的去除机制。结果表明：C₃A对Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的去除分别符合准二级动力学模型(R²=0.984 9)和准一级动力学模型(R²=0.953 9),C₃A对Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的最大去除量分别为8.44、13.73 mmol·g^-1;高pH值有利于C₃A对金属离子的去除。C₃A对Pb(Ⅱ)的去除主要是碱式硝酸铅的沉淀作用和无定形氢氧化铝的絮凝作用主导，Zn(Ⅱ)主要是通过阳离子交换与沉淀作用形成ZnAl-LDH被去除。     

Fe_3O_4纳米吸附剂的制备及其去除水中Cr(Ⅵ)的吸附机理研究

以FeCl_3·6H_2O和醋酸钠为原料,采用水热法制备Fe_3O_4纳米吸附剂,将其用于水中重金属Cr(Ⅵ)的吸附去除。纳米Fe_3O_4可有效去除Cr(Ⅵ),反应2h后就达到吸附平衡,其最大平衡吸附量为60.85mg·g~(-1)。对其吸附机理研究表明:Cr(Ⅵ)在Fe_3O_4表面的吸附符合Freundlich等温线模型,吸附活化能为43.73kJ·mol~(-1),表明为化学吸附,其吸附过程包括表面扩散、颗粒内部扩散和吸附平衡扩散3个阶段,其动力学符合准二级反应动力学。利用Fe_3O_4纳米粒子吸附除去水中重金属离子在实际工业中是一种行之有效的方法。     

氨基功能化PGMA单分散微球对铜离子的吸附性能研究

为解决重金属铜离子的水污染问题,合成了高容量乙二胺修饰的单分散聚甲基丙烯酸缩水甘油酯功能高分子微球(PGMA-NH_2)吸附剂,并用于从模拟废液中吸附分离二价重金属铜离子(Cu(Ⅱ)).作者系统地研究了溶液pH、吸附时间及Cu(Ⅱ)初始浓度等影响因素对Cu(Ⅱ)吸附性能的影响.随着pH增加,Cu(Ⅱ)的吸附量也增加,pH为4.05时,Cu(Ⅱ)的吸附率接近100%,此时铜与Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和Fe(ⅡI)的选择性分离系数也达到了最大,分别为1 706.8、739.8和40 112.0,298 K时,PGMA-NH_2对Cu(Ⅱ)的最大饱和吸附容量为1.70 mol/kg,高于文献中报道的其他吸附剂,PGMA-NH_2对Cu(Ⅱ)的吸附可以用拟合Langmiur等温吸附模型描述.吸附动力学研究表明,PGMA-NH_2对Cu(Ⅱ)的吸附速度非常快,10 min即可达到吸附平衡.8次吸附-解吸-活化再生循环实验表明PGMA-NH_2具有优良的稳定和循环性能.     

MoS_2纳米片去除水中Cr(Ⅵ)的吸附性能和机理

采用简单的一步水热法合成了薄片状纳米MoS_2并将其用于吸附去除水中Cr(Ⅵ)。片状MoS_2对Cr(Ⅵ)具有非常好的吸附效果,反应不到160min就达到了吸附平衡,Cr(Ⅵ)的去除率可达97%。Cr(Ⅵ)在MoS_2上的表面吸附是自发吸热的化学吸附过程,反应速率主要由扩散速率控制。其反应动力学符合准二级动力学模型,由Langmuir等温线计算的最大平衡吸附量为36.22mg·g~(-1)。实验结果表明MoS_2纳米片是一种优良的金属离子吸附剂。     

改性凹凸棒石对水溶液中Pb(Ⅱ)吸附性能研究

以3-氨丙基乙氧基硅烷(APTES)为改性剂,成功地合成改性凹凸棒石(ATP),并研究了其对水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附性能.主要采取SEM、XRD、BET、FTIR和TGA对改性前后ATP的物理结构和化学组成进行测试分析;通过单因素静态实验,探讨了吸附时间、吸附剂用量、温度、Pb(Ⅱ)初始浓度等因素对改性ATP吸附Pb(Ⅱ)性能的影响.结果表明吸附时间80 min,吸附剂用量0.35 mg·L-1,温度35℃,pH为6,初始浓度100 mg·L-1时平衡吸附量为241.4 mg·g-1.     

重金属Cu(Ⅱ)在球黏土中的吸附特性

通过批式吸附试验,考察球黏土对Cu(Ⅱ)的吸附效果,重点分析吸附时间、吸附剂用量、pH值以及初始质量浓度的影响。结果表明,Cu(Ⅱ)在球黏土上的吸附是一个先快速而后缓慢的过程,在60 min基本达到吸附平衡,且吸附量和吸附率随球黏土用量和Cu(Ⅱ)初始质量浓度的升高而提高。pH值对球黏土的吸附量有较大的影响,当pH值为6时,球黏土的吸附量可达97.93 mg/g。球黏土对Cu(Ⅱ)的吸附符合Langmiur等温吸附模型,拟合得到的最大吸附量为202.383 mg/g,准二阶动力学模型更适合描述球黏土对Cu(Ⅱ)的吸附过程,说明控制吸附速率的主要是化学吸附。与其他常见的黏土吸附剂材料相比,球黏土对Cu(Ⅱ)具有良好的吸附性能,可以作为天然矿物吸附剂来处理含Cu(Ⅱ)废水。     

PES/PBA共混体系的相容性及其结晶行为

采用溶液浇铸法制备了聚丁二酸乙二醇酯/聚己二酸丁二醇酯(PES/PBA)共混物,并使用偏光显微镜(POM)和差示扫描量热仪(DSC)等手段研究了PES/PBA共混物两种组分的相容性及结晶动力学。相分离形貌和玻璃化转变温度结果表明,PES/PBA共混物为热力学不相容共混体系。利用Avrami方程分别研究了共混物中两种组分的等温结晶动力学,并计算了相关的结晶动力学参数。PES的结晶速率随着PBA的增加而减小,Avrami指数基本不变;PBA的结晶速率也随着PBA含量的降低而减小,但其结晶机理不受共混比例的影响。     

Fe_3O_4@SiO_2-CS的制备及其对水体中Pb(Ⅱ)的吸附性能

利用正硅酸乙酯(TEOS)、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)对Fe_3O_4磁性纳米粒子进行改性,合成Fe_3O_4@SiO_2-NH_2,再以戊二醛为交联剂接枝壳聚糖制备Fe_3O_4@SiO_2-CS。利用XRD、红外光谱(FⅡR)、透射电镜(TEM)对Fe_3O_4@SiO_2-CS进行表征。考察温度、时间、Pb(Ⅱ)初始浓度和pH值等不同因素的影响下,Fe_3O_4@SiO_2-CS对Pb(Ⅱ)的吸附机理及其再生性能。研究表明,Fe_3O_4@SiO_2-CS对Pb(Ⅱ)的吸附动力学过程符合Lagergren准二级动力学方程,属于化学吸附;同时,此吸附过程符合Langmuir等温吸附模型的条件,属单分子层吸附。此反应过程为吸热反应,升温有利于吸附持续进行。     

负载型Al(OH)3/SiO2的合成及对铀酰的吸附性能

制备了负载型吸附剂Al(OH)₃/SiO₂,研究其对铀酰离子的吸附行为。分别考察了吸附剂质量、溶液pH、初始浓度、温度和吸附时间对吸附性能的影响;结合吸附等温线、热力学以及动力学初步研究了吸附机理,并探究了共存离子和富里酸对吸附性能的影响。结果表明,当吸附剂质量0.03 g、pH=5、初始浓度1 mmol/L、温度303 K、吸附时间60 min时,最大吸附量为110.4 mg/g,可以重复使用4次;Al(OH)₃/SiO2对铀酰离子的吸附过程是吸热且自发进行,以单分子层吸附为主,吸附行为符合准二级动力学模型,化学吸附是速率控制步骤。     

花生壳生物炭对水中Pb(Ⅱ)的吸附

以农业废弃物花生壳为原料制备生物炭,对其表面形貌及孔结构进行了表征,对其吸附水中Pb(Ⅱ)的行为进行了研究.结果表明,花生壳生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附在120 min达到平衡,吸附过程符合准二级动力学方程.Langmuir吸附模型能够很好的模拟吸附等温线,最大饱和吸附量为68.22 mg·g-1.吸附热力学结果显示,花生壳生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附主要以化学吸附为主,升高温度有利于吸附.     

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.     

改性活性炭对水溶液中氟离子的吸附性能

选用氧化镁改性活性炭（MgO—AC）为新型吸附剂,用于去除水溶液中的氟离子．系统地研究了反应时间、吸附剂最佳投加量、pH、温度等因素对吸附剂除氟性能的影响情况．反应系统达到吸附平衡的时间为180min．吸附剂最佳投加量为2．8g／L．pH值是影响吸附过程的重要因素之一,本研究最佳反应pH范围为6．0—8．0．吸附等温线研究发现MgO—AC除氟剂吸附等温线方程均符合Langmuir吸附等温线模型,且吸附量随着温度的升高而升高．吸附动力学研究发现动力学数据较好的的符合伪二级动力学模型．本研究对MgO—AC除氟的机理进行了初步探讨．廉价以及较高的吸附性能等优点表明MgO—AC是一种有实际应用潜力除氟材料．