还原和氧化改性活性炭对亚甲基蓝吸附性能的影响

分别采用NaOH、NH3.H2O、H2O2以及不同浓度的HNO3溶液对微孔颗粒活性炭浸渍改性,通过静态试验研究了改型活性炭对水溶液中亚甲基蓝吸附特性的研究,并从动力学角度探讨吸附机理。实验结果表明,硝酸改性后表面的羧基含量增加,酚羟基含量减少;氢氧化钠和氨水改性后,碱性基团含量显著增加;硝酸改性后活性炭的吸附量略有增加,碱液改性和硫酸镁改性后活性炭吸附量略有减少。改性后活性炭材料对亚甲基蓝吸附均更符合伪二级吸附模型,R2>0.99。     

有机高分子吸湿材料的吸附模型与机理

选聚丙烯酸钠(PAA)、聚丙烯酰胺(PAM)、丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物P(AA-MA)、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物P(AA-AM)、丙烯酸-甲基丙烯酸-丙烯酰胺共聚物P(AA-AM-MA),系统研究其吸湿过程和机理。吸湿性能的测试结果表明,硅胶和分子筛10 h内便饱和,有机高分子吸湿材料仍能持久吸湿,其饱和吸湿容量比硅胶提高至少6%以上,比分子筛提高至少50%以上,吸湿速率快于硅胶和分子筛。吸附动力学实验表明,有机高分子吸湿材料的吸湿主要遵循准二级动力学模型,吸湿率受湿度和高分子树脂自身的吸附性能影响。Freundlich吸附等温模型证实有机高分子吸湿材料吸湿并非单层吸附,而是物理吸附和化学吸附同时发生,且多以化学吸附为主。热力学分析得该吸湿过程为吸热反应且可自发进行。     

偶联剂改性粉煤灰漂珠对水中苯酚的吸附研究

利用含氮硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性粉煤灰漂珠,制备了硅烷偶联改性漂珠(KH550-FACs),对改性前后的漂珠样品进行了XRD、SEM和XPS表征,并通过静态吸附实验研究了材料对水中苯酚的吸附性能。结果表明,偶联剂成功负载于漂珠表面;该吸附过程符合Langmuir单层吸附模型,其动力学行为符合准二级动力学方程;溶液pH值会影响苯酚的吸附性能,适宜的pH值为7~9。通过硅烷偶联剂对漂珠的改性,改善了材料的疏水性能,提高了材料对苯酚的去除效果;催化剂重复使用4次后,对苯酚的吸附率仍能达到83%。     

水热辅助表面接枝印迹法制备Cd(Ⅱ)离子印迹硅胶及其性能研究

采用水热辅助表面接枝印迹技术,以Cd(Ⅱ)离子作为模板,巯基丙基三甲氧基硅烷为功能分子,环氧氯丙烷为交联剂,在硅胶表面制备出高容量的Cd(Ⅱ)离子印迹硅胶材料,利用红外光谱仪、扫描电镜、热重分析仪等进行了表征,采用平衡吸附法研究了印迹硅胶材料的吸附性能和选择识别能力。结果表明,印迹硅胶材料和非印迹硅胶材料的最大吸附量分别为42.5和22.1mg/g;印迹硅胶材料对Cd(Ⅱ)离子具有较强的选择识别能力,对Cd(Ⅱ)离子的吸附行为更符合Langmuir模型,20min即可达到吸附平衡,符合准二级动力学方程,pH值在4～8范围内,保持了较好的吸附容量;重复使用时性能较好。     

改性甘蔗渣吸附水中Th(Ⅳ)的研究

以NaOH改性前后的甘蔗渣为吸附剂,采用静态吸附法,研究了pH、离子强度、吸附时间、溶液浓度和温度等因素对改性前后甘蔗渣吸附水中Th(Ⅳ)的影响。结果表明:pH对吸附的影响较大,离子强度对吸附的影响较弱,表明Th(Ⅳ)在改性前后甘蔗渣上的吸附受表面络合控制;升高温度有利于吸附反应;改性前的甘蔗渣达到吸附平衡的时间为120min,改性后的甘蔗渣达到吸附平衡的时间为180min;改性前后甘蔗渣吸附Th(Ⅳ)的过程符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型,这表明Th(Ⅳ)在改性前后甘蔗渣上的吸附是受化学作用控制的单分子层的吸附。     

有机改性凹凸棒石吸附活性艳蓝KN-R的动力学研究

通过静态吸附实验方法,研究了有机改性凹凸棒石吸附活性艳蓝KN-R的动力学行为。研究结果表明:准二级动力学模型能很好地描述活性艳蓝KN-R在有机改性凹凸棒石上的动力学行为,平衡吸附量q2随着KN-R初始浓度、振荡速度、温度的增加而增加。有机改性凹凸棒石吸附活性艳蓝KN-R主要是外表面吸附,吸附活化能为39.2kJ/mol,说明其为物理吸附、化学吸附综合作用的过程,其速率由化学过程与外扩散共同控制。     

沙柳活性炭纤维改性及其对铅离子的吸附性能

采用硝酸对自制的沙柳活性炭纤维进行处理来制备改性吸附材,并与未改性活性炭纤维进行对比,借助红外光谱、扫描电镜等方法分析两者的性能及结构差异。在含铅污水的净化试验中,重点对比分析了水溶液pH值对吸附效果的影响,线性吸附等温线及吸附动力学模型拟合的差异及循环再吸附性能。结果表明:经硝酸改性后活性炭纤维的整体形貌保持不变,其表面含氧官能团及微孔数量增多。随着pH值的增大,改性吸附剂对铅离子的吸附量和吸附速率均大于未改性活性炭,用Langmuir吸附等温线模型和准二级动力学模型可以更好地描述此吸附过程,且改性活性炭纤维具有良好的循环再吸附性能。     

酸改性活性炭对EDTA废水的吸附

采用盐酸和硝酸对活性炭进行改性处理获得酸改性活性炭,并将其用于处理EDTA废水。考察改性条件(如酸的种类、改性时间和酸的浓度)、振荡速度和酸改性活性炭投加量等因素对吸附效果的影响,同时采用吸附等温模型和吸附动力学模型进行拟合分析。结果表明,采用1.0mol/L盐酸改性12h所获得的改性活性炭吸附效果最好。在EDTA初始浓度为300mg/L、溶液体积为50mL、温度为20℃、振荡速度为200r/min,改性活性炭投加量为0.2g时,48h后吸附量为47.1 mg/g,吸附率为62.8%;而当改性活性炭投加量增加到2.0g时,吸附率达到93.8%。改性活性炭对EDTA的吸附很好地符合Langmuir吸附等温模型(0.9963),其吸附动力学行为可用Bangham动力学方程和准二级动力学方程来描述。     

改性玉米秸秆吸附Cu~(2+)的研究

研究了用磷酸改性的玉米秸秆吸附水溶液中Cu~(2+)的性能,考察了pH、温度、吸附时间、Cu~(2+)初始质量浓度和吸附剂用量对改性玉米秸秆吸附水溶液中Cu~(2+)性能的影响。结果表明:在实验条件下,改性玉米秸秆对Cu~(2+)的吸附率随改性玉米秸秆用量、吸附时间、溶液pH和温度增加而增大,随Cu~(2+)初始质量浓度的增大而降低,其对Cu~(2+)的吸附率可达78.3%。说明改性玉米秸秆对水溶液中Cu~(2+)具有良好的吸附能力。吸附过程的动力学模型拟合结果表明,改性玉米秸秆吸附Cu~(2+)的过程更符合准二级动力学模型。     

CB-FC复合材料的制备及其对甲苯吸附性能研究

以稻壳炭为碳质前躯体、淀粉为粘结剂、聚氨酯泡沫为模板,制备泡沫碳(FC)材料;以FC和葡萄糖为原料,采用生物质水热法制备碳球-泡沫碳(CB-FC)复合材料。通过全自动比表面积及孔径分析仪、扫描电子显微镜、X射线衍射等分析测试方法,将CB-FC复合材料与FC材料进行对比,研究CB-FC复合材料对甲苯溶液的吸附性能,通过吸附动力学曲线和吸附等温曲线探讨FC与CB-FC复合材料的吸附机理。结果表明:CB-FC复合材料具有丰富的孔洞结构,以中孔和微孔为主;生物质水热反应生成的葡萄糖碳球主要集中在FC材料表面及其大孔孔洞处,增加了中孔的比表面积,缩小了大孔的比表面积,且不影响FC材料的晶型结构;吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型,以准二级动力学方程描述2种材料对甲苯水溶液的吸附过程,经拟合计算得到单位质量CB-FC复合材料的平衡吸附量为288.18mg/g,比FC材料提高了51.9%左右。     

力学性能可控的CMC/AA/CB[8]/BET凝胶的制备及其吸附性

以八元瓜环、膨润土为双交联剂制备了力学性能可控的羧甲基纤维素/丙烯酸/八元瓜环/膨润土水凝胶(CMC/AA/CB[8]/BET gel)。采用FT-IR、SEM技术表征其结构和形貌,研究了这种凝胶的力学性能和吸附性能以及溶胀和吸附动力学。结果表明：CB[8]和BET通过氢键与接枝到CMC上的AA形成致密的网络结构,使凝胶的力学性能增强；这种凝胶的溶胀符合准二级动力学模型,并与应力松弛溶胀半结晶聚合物理论相符；这种凝胶在酸中浸泡后酸中的游离H⁺与CB[8]、BET生成的氢键使凝胶的断裂强度从0.52 MPa显著提高到3.0 MPa；这种凝胶对亚甲基蓝有良好的吸附效果,符合准二级动力学模型。     

新型铝改性硅胶吸附材料的制备与性能

陶瓷纤维纸经水玻璃、酸性铝盐溶液顺次浸渍得到新型铝改性硅胶吸附材料．反应的优化条件为：水玻璃浓度26．6wt％、铝盐浓度10wt％、溶液pH值1．8．^29Si和^27AlMAS NMR谱显示：铝替代硅进入SiO4硅氧四面体结构单元，但并不影响其骨架结构；红外光谱显示Si—OH对称伸缩振动峰由968cm^-1移至Si(Al)-OH的954cm^-1；扫描电镜图表明铝改性硅胶能较好地分散在瓦楞陶瓷纤维表面及其孔隙中；X射线能谱(EDS)揭示材料表面微区Al^3 的存在与含量,孔隙分析显示材料起吸附作用的主要为中孔；由于铝离子改性，新型吸附材料的吸附性能、耐热性能及机械强度等均优于同等条件下反应生成的硅胶．     

金属离子掺杂改性硅胶吸附剂的吸附性能

采用浸渍共沉积法,以陶瓷纤维纸为基材,钴盐、铝盐或钛盐为改性剂,顺次经水玻璃、酸性盐溶液,制得了金属离子掺杂硅胶吸附剂.探讨了盐含量、温度、pH值等对改性硅胶吸附性能的影响.静态吸附测试及多孔介质表面分析表明:经金属离子掺杂改性,可以使硅胶吸附性能明显增强,BET比表面积、孔容、平均孔径明显增大;饱和吸附量及BET比表面积按铝掺杂硅胶、钛掺杂硅胶、钴掺杂硅胶及硅胶的顺序减少;前期吸附速率(1000s)、平均孔径及其热稳定性按钴掺杂硅胶、铝掺杂硅胶、钛掺杂硅胶及硅胶的顺序递减.饱和吸附量与BET比表面积相关性分析显示,掺杂改性硅胶仍以物理吸附为主.     

KCl改性海藻酸钠微球的吸附性能

目的 为了提高海藻酸钠微球的吸附容量和脱色率。方法 以海藻酸钠为原料，共混聚乙烯醇、沸石制备得到一种海藻酸钠微球，在此基础上进行KCl改性，制备得到海藻酸钠微球吸附剂KSPZ(KCl?SA?PVA?zeolite Microsphere)。通过单因素试验得到最佳吸附条件，对吸附前、后样品进行表征，并探究其吸附机理。结果 得到KSPZ的最佳吸附条件，即pH值为9，吸附剂添加量为1 g/L，吸附时间为6 h，亚甲基蓝(Methylene blue，MB)的初始质量浓度为500 mg/L，此时吸附容量为426.63 mg/g，脱色率为85.33%。通过扫描电子显微镜观察到MB被成功吸附在KSPZ表面，其傅里叶红外光谱说明KSPZ与MB之间存在氢键和静电相互作用，且吸附过程符合准二级动力学、Langmuir型等温吸附模型，表明其吸附过程为物理扩散，并伴随着化学吸附。结论 KSPZ是一种稳定性好、脱色率高的吸附剂，为海藻酸钠复合材料在染料废水处理中的应用提供了理论指导。     

Al3+掺杂对硅胶吸附材料性能的影响

将陶瓷纤维纸用水玻璃和铝盐溶液等浸渍制备出新型Al3 掺杂硅胶吸附材料,研究了Al3 掺杂对硅胶吸附材料性能的影响.傅立叶变换红外谱、扫描电子显微镜及X射线能谱(SEM-EDS)揭示吸附材料中掺杂Al3 的存在及其含量;多孔介质孔隙分析显示,一定程度的Al3 掺杂可提高材料的比表面积和孔容,影响其孔径结构及分布,增加活性吸附位,从而提高了材料的吸附性能,在材料表面形成的Al-O-Si键增强了材料表面孔道骨架支撑力,提高了表面导热性,使其耐热性能、耐破指数和裂断长显著提高.     

离子改性的聚丙烯酸除湿换热器系统性能研究

干燥剂吸附性能对除湿换热器系统的除湿性能有重要影响。本文通过改进的ASAP2020气体吸附仪和恒温恒湿箱,先后对Na^+和K^+改性的聚丙烯酸聚合物的水蒸气平衡吸附性能和吸附动力学特性进行了测试研究,并与硅胶相对比。研究结果表明:平衡吸附测试显示Na^+改性的聚丙烯酸在整个相对压力区间性能优于硅胶,K^+改性的在高相对压力区间(>0.8)逊于硅胶;基于Polanyi吸附势理论对干燥剂吸附特征曲线进行拟合,以用于后续的除湿换热器模拟研究;动态吸附性能表明聚丙烯酸干燥剂的吸附速率均低于硅胶,但Na+改性的聚丙烯酸整个吸附过程的动态吸附量仍多于硅胶;通过模拟除湿换热器除湿性能,在ARI summer、ARI humid和上海夏季这3种典型室外工况下,Na^+改性的聚丙烯酸换热器可以从待处理空气中去除更多的水分,较硅胶换热器提升49%~118%,适用于室外湿度较小的气候工况。     

聚丙烯接枝硅酸钙制备功能化纤维及对双酚A的吸附研究

通过辐射接枝的方法在聚丙烯(PP)纤维上接枝丙烯酸单体,涂覆硅酸钠后经氯化钙交联得到接枝硅酸钙的PP功能化纤维(PP-g-CaSiO3)。红外光谱(IR)和扫描电镜图(SEM)表明硅酸钙成功地接枝到PP纤维表面。BET测试表明,当接枝率为46%时,PP-g-CaSiO3的比表面积高达376.64m2/g。PP-g-CaSiO3对水中双酚A(BPA)表现出良好的吸附性能,饱和吸附量达到39.23mg/g,吸附等温线满足Langmuir模型,吸附动力学符合二级动力学模型。     

多金属普鲁士蓝类化合物亚铁氰化铜镍钴对铯离子的吸附

采用共沉淀法制备了一种多金属普鲁士蓝类化合物——亚铁氰化铜镍钴(CNC-PB),采用TEM、FTIR对其进行了表征,并利用XRF和穆斯堡尔谱对CNC-PB吸附交换铯离子的机理进行了初步分析。通过静态吸附实验,研究了吸附时间、pH值、Na~+浓度、初始Cs~+浓度、CNC-PB投加量等因素对吸附效果的影响,分析了吸附过程的反应动力学和吸附等温线。结果表明,随着溶液pH值的增大,CNC-PB对Cs~+的吸附量先增大后减少,吸附速度较快;在氯化钠溶液中,CNC-PB对Cs~+具有极高的选择性吸附能力;CNC-PB对Cs~+的吸附过程符合准二级动力学方程模型和Langmuir单分子吸附模型,最大吸附量为130.81mg/g。     

Preparation of polyelectrolyte-functionalized mesoporous silicas for the selective adsorption of anionic dye in an aqueous solution

Polyelectrolytes (PDDA, poly (diallydimethylammonium chloride)) functionalized mesoporous silica adsorbent (PDDA/MS) was prepared and characterized by N₂ adsorption, transmission electron microscopy (TEM) and zeta potential. The PDDA/MS showed ordered pore structure and the surface charge was successfully converted from negative to positive by PDDA functionalization. The adsorption capability of the prepared adsorbents was evaluated using nine different dye solutions with positive, neutral and negative charges. For the comparison purpose, commercial silica (CS, Davisil) and granular activated carbon (GAC), which are conventionally used as adsorbents, were also treated by PDDA impregnation. The batch adsorption experiments showed that the PDDA/MS exhibited the highest selective adsorption capacity of negative acid dye dissolved in an aqueous solution. Taken together, the results of this work indicate that polyelectrolyte functionalization of the inorganic surface could be a simple and suitable method for the surface modified adsorbent and the PDDA/MS suggested in this study could be used for the effective removal of acid dye from aqueous solutions.     

金属基复合吸附剂的吸湿性能测试

金属基复合吸附剂是将复合吸附剂涂覆于铝箔表面制成。选用不同粒径的硅胶作为基质制作样片,发现在实验条件下,大粒径的硅胶有利于提高铝箔表面的吸附剂涂覆量。采用优选粒径的硅胶制作样片,并对比复合吸附剂样片和单一硅胶样片的吸湿性能。在材料初始完全干燥,且吸湿条件恒定的情况下,卤素盐复合吸附剂吸湿速率更快,且最大吸湿量比硅胶高30%~45%,其中氯化锂复合吸附剂吸湿速率和最大吸湿量高于氯化钙复合吸附剂;在材料初始未进行干燥处理,且在吸湿,放湿工况周期性切换的情况下,复合吸附剂循环吸湿量比硅胶高出70%~120%,且高相对湿度的吸湿条件下,氯化钙循环吸湿量比氯化锂复合吸附剂高。