废弃虾壳制备改性甲壳素凝胶球及其对金属离子的吸附性能

以虾壳酶解残渣为原料,经5%盐酸脱钙处理4 h后,用45%氢氧化钠和460 W微波辅助脱乙酰处理10 min,得到脱乙酰度为40.4%的改性甲壳素。将改性甲壳素加入海藻酸钠水溶液中混合均匀,挤压滴入氯化钙水溶液中固化12 h,制备得到直径为1.5~3.2 mm的凝胶小球,研究了该凝胶球对Pb²⁺、Cr³⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Co²⁺和Zn²⁺的吸附效果。结果表明：凝胶球对Cu²⁺、Co²⁺和Zn²⁺的吸附效果最好,300 mg/L重金属离子溶液吸附处理8 h是较适宜的吸附条件,此条件下,Cu²⁺、Co²⁺和Zn²⁺的吸附率分别达到94.2%、75.6%和57.3%。在Cu²⁺-Co²⁺-Zn²⁺共存溶液体系中,凝胶球对3种离子的吸附率均有所提高,Cu²⁺、Co²⁺和Zn²⁺的吸附率分别为95.1%、82.5%和67.5%。     

交联淀粉负载氢氧化镁复合材料对Cu2+的吸附性能

以交联淀粉和MgSO₄·7H₂O为原料，NaOH为碱化剂，制备了交联淀粉负载氢氧化镁复合材料IStMg(OH)₂，采用FTIR、SEM、EDS、XRD对其进行了表征，并将其用于对模拟废水中Cu²⁺的吸附去除，考察了IStMg(OH)₂投加量、pH、Cu²⁺初始浓度等因素对ISt-Mg(OH)₂吸附Cu²⁺性能的影响。结果表明，当Cu²⁺质量浓度为20mg/L,pH=5.32,ISt-Mg(OH)₂投加量为300 mg/L，吸附温度为25 ℃时，Cu²⁺的去除率可达91.7%。吸附等温线拟合结果表明，ISt-Mg(OH)₂对水中Cu²⁺的吸附过程符合Langumir吸附模型，为单分子层吸附过程，在25 ℃时，拟合饱和吸附量为82.78 mg/g。吸附动力学数据拟合结果表明，吸附过程符合准二级动力学模型，属于...     

氧化铈-二氧化硅介孔材料制备及对铜离子的吸附性能

采用共沉淀法和沉淀浸渍法制备了纳米氧化铈-二氧化硅（CeO₂-SiO₂）介孔材料吸附剂,主要考察了其对水中铜离子（Cu²⁺）的吸附行为。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和氮吸附（BET）等手段对合成的介孔材料进行了性能表征,并通过静态吸附实验分析了溶液pH、溶液初始金属离子质量浓度、吸附剂用量、吸附时间等条件对介孔材料吸附Cu²⁺性能的影响。结果表明：共沉淀法制备的纳米CeO₂-SiO₂介孔材料对Cu²⁺的去除效果较沉淀浸渍法要好;当溶液pH=7.0时CeO₂-SiO₂介孔材料对Cu²⁺的吸附效果最好,20 min时基本达到吸附平衡;溶液初始Cu²⁺浓度增大Cu²⁺去除率降低,Cu²⁺累计吸附量增大;随着吸附剂用量增加Cu²⁺去除率增大,当CeO₂-SiO₂吸附剂用量为0.15 g/L时对Cu²⁺的去除率趋于稳定;CeO₂-SiO₂吸附剂对不同金属离子吸附性能由大到小的顺序为Cu²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺,该吸附过程均符合准二级动力学模型。     

海藻酸钠负载聚乙烯亚胺功能球对Cu~(2+)吸附研究

以海藻酸钠-聚乙烯亚胺均相水溶胶为前驱体,用溶胶-凝胶法制备了毫米级(2.8³ mm)海藻酸钠负载聚乙烯亚胺(SA-PEI)功能球,考察了pH、吸附时间、初始浓度、温度对Cu3 mm)海藻酸钠负载聚乙烯亚胺(SA-PEI)功能球,考察了pH、吸附时间、初始浓度、温度对Cu⁽²⁺⁾吸附过程的影响。结果表明,SA-PEI功能球对Cu(2+)吸附过程的影响。结果表明,SA-PEI功能球对Cu⁽²⁺⁾最佳吸附pH为5.5,吸附平衡时间为36 h,吸附Cu(2+)最佳吸附pH为5.5,吸附平衡时间为36 h,吸附Cu⁽²⁺⁾为自发、吸热、熵增过程;吸附动力学过程遵循拟二级动力学模型,吸附符合Freundlich等温模型,且在实验浓度范围内,功能球对Cu(2+)为自发、吸热、熵增过程;吸附动力学过程遵循拟二级动力学模型,吸附符合Freundlich等温模型,且在实验浓度范围内,功能球对Cu⁽²⁺⁾最大吸附量为260.5 mg/g;吸附饱和的SA-PEI功能球可以用EDTA-2Na溶液很好的脱附,6次吸附-脱附后仍保持较好的吸附活性。     

固定化蟹壳生物炭制备及吸附Pb2+的研究

以废弃的蟹壳为原料制备蟹壳生物炭(BC),采用海藻酸钠固定制备复合凝胶球。结合成球形态和对Pb²⁺的去除率发现,在BC与海藻酸钠质量比为1∶2的条件下制备的蟹壳生物炭-海藻酸钠凝胶球(BC-SA)的性能最佳。探究了影响BC-SA吸附Pb²⁺的因素及其再生能力,通过扫描电镜和傅里叶红外光谱仪对未添加BC的凝胶球和吸附Pb²⁺前后的BC-SA进行表征。结果表明,Pb²⁺溶液初始pH、BC-SA投加量、Pb²⁺初始浓度和反应时间都会对BC-SA吸附Pb²⁺产生显著影响。吸附过程符合拟二级动力学模型,表明吸附以化学吸附为主,Langmuir等温线可以更好地拟合实验数据,Pb²⁺最大去除率为91.06%。再生结果表明,经5次解吸-吸附循环后,BC-SA对Pb²⁺的去除率为82%,展现出良好的可重复利用性。BC得以成功地固定且BC-SA表面的羟基和羧基与Pb²⁺之间发生了官能团的络合作用。     

CeO2多孔材料的制备及其吸附性能的研究

采用聚合物模板法制备CeO₂多孔材料，利用XRD、SEM及BET对样品的结构、形貌及织构特性进行表征，实验研究了pH、Cu²⁺的初始浓度、吸附剂用量和吸附时间等因素对其吸附性能的影响。结果表明制备的多孔材料为立方相CeO₂，且结晶良好；其对Cu²⁺吸附性能随吸附液pH的变化显著，pH=10.0时去除率可达到95.83%；随着初始Cu²⁺的浓度增大，Cu²⁺的去除率先增大后减小，最佳Cu²⁺浓度为30 mg/L；吸附剂用量为1.5 g/L可达到最高吸附值，累计吸附量约为0.50 mg/g；且80 min即可达到吸附脱附平衡。     

凝胶法制备膨润土颗粒与吸附铜离子

为改善粉体膨润土成型条件，以钙基膨润土为原料，借助海藻酸钠与氯化钙交联作用，制备了膨润土凝胶颗粒，通过静态吸附实验探究了凝胶颗粒对Cu²⁺在不同p H、投加量、时间、温度和初始浓度条件下的吸附效果。结果表明，在凝胶颗粒投加量为50 g/L,p H为5.3，初始Cu²⁺质量浓度为100 mg/L时，90 min对Cu²⁺去除率达90.06%。凝胶颗粒对Cu²⁺吸附动力学符合拟二级动力学模型，吸附热力学符合Freundlich吸附等温模型。     

PEI改性的硅化磁性纳米吸附剂去除废水中Cu2+性能研究

以磁性纳米Fe₃O₄为基底材料,通过对其进行硅烷化包裹及聚乙烯亚胺(PEI)表面交联修饰,制备了一种复合磁性纳米吸附剂(PEI@SiO₂@Fe₃O₄)。考察了Cu²⁺初始浓度、pH值、吸附时间、温度对PEI@SiO₂@Fe₃O₄吸附Cu²⁺效果影响,构建了吸附动力学及吸附等温线模型,并考察了PEI@SiO₂@Fe₃O₄重复利用性能。结果表明,在25℃、pH=6.0、吸附反应20 min的条件下,PEI@SiO₂@Fe₃O₄对Cu²⁺具有最佳吸附效果,最大吸附容量为71.94 mg/g;吸附过程遵循准二级动力学模型及Langmuir吸附等温模型;PEI@SiO₂@Fe₃O     

壳聚糖交联微球的制备及其对重金属离子的吸附作用

采用碱解法制备出高脱乙酰度的壳聚糖,再采用戊二醛或环氧氯丙烷对壳聚糖进行交联制得多孔交联微球。结果表明:环氧氯丙烷比戊二醛更适宜作为壳聚糖的交联剂,交联微球对Cu²⁺、Ni²⁺、Cd²⁺的吸附容量受金属离子初始浓度、吸附时间和溶液pH值的影响,其关系为:Cd²⁺>Cu²⁺>Ni²⁺。     

一种膨润土的表征及其对重金属离子吸附研究

以原矿膨润土为原料，对其结构进行表征和分析。然后从单因素条件分析膨润土对Cu²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺的吸附效果。结果表明：在相同条件下，膨润土加入量为0.30 g、温度为25℃时，Cu²⁺初始浓度为200 mg/L,溶液pH值为5.0,其最大吸附率为99.92%;Cd²⁺初始浓度为150 mg/L,溶液pH值为6.0,其最大吸附率为99.84%;Pb²⁺初始浓度为50 mg/L,溶液pH值为3.5,其最大吸附率为99.12%。竞争吸附中膨润土对Cd²⁺吸附效果最佳。此研究对处理含重金属离子的废水具有较好的潜在价值。     

阴离子β-环糊精/Fe3O4磁性微球对Cu2+的吸附

通过对b-环糊精（b-CD）改性制备了阴离子b-环糊精/Fe₃O₄磁性微球（b-CDM）,并研究了b-CDM对Cu²⁺吸附的热力学、动力学及循环使用性能,借助数学拟合的方法得到了吸附热力学和动力学参数,探讨其吸附机理。研究表明,b-CDM对Cu²⁺的吸附是一个自发的放热过程,Langmuir与Freundlich等温吸附模型均适用于b-CDM对Cu²⁺的吸附研究,b-CDM对Cu²⁺的吸附经历颗粒外部扩散-孔隙扩散-吸附反应3个阶段,该吸附过程既存在物理吸附,又有化学吸附,在吸附温度298、308、318 K下得到的吸附速率常数分别为0.0906、0.1161、0.1674 g·mmol^-1·min^-1,吸附表观活化能为24.12 kJ·mol^-1,且随着介质中Cu²⁺平衡吸附量的增大,b-CDM对Cu²⁺的吸附驱动力由焓变转变为熵变。b-CDM重复利用8次后,对Cu²⁺的除去率由首次使用时的95.20%下降至88.21%。     

CS/OMMT/GO复合材料对Cu2+吸附性能研究

本研究采用溶液共混法制备壳聚糖/有机蒙脱土/氧化石墨烯的复合材料,并通过 XRD 和 FTIR 进行表征,从吸附剂用量、吸附时间、Cu²⁺浓度等方面研究了该复合材料对 Cu²⁺的吸附行为。研究结果表明,该复合材料在浓度为 0.4 mg/mL 时对 Cu²⁺吸附效率最佳,并且对 Cu²⁺的吸附效率随吸附时间的增加而增大,随 Cu²⁺初始浓度的增加而降低。     

铜抗性菌株的筛选及其对Cu2+的吸附性能

利用选择性培养基分离出铜抗性细菌BX,经鉴定该菌为产碱普罗威登斯菌(Providencia alcalifaciens)。考察了细菌BX对环境的适应性,讨论了pH、初始Cu²⁺浓度等对其吸附铜离子的影响,分析了吸附过程的动力学及等温吸附特性,并以多孔陶瓷为载体对其进行固定化。结果表明,该菌对Cu²⁺和NaCl的抗性浓度分别为7 mmol·L^-1和7.5%,可生长于pH4.0～11.0、15～50℃的环境中;其最佳吸附条件为pH5.5、温度30℃、起始Cu²⁺浓度100 mg·L^-1,在该条件下,Cu²⁺吸附率达85.84%,吸附量为128.74 mg·g^-1;其对Cu²⁺的吸附符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型;采用曝气挂膜法将细菌固定于多孔陶瓷上,形成的菌膜对50 mg·L^-1铜离子的吸附率达92.53%。表明细菌BX对Cu²⁺有较强的吸附能力,对含Cu²⁺废水的处理具有良好的应用前景。     

铁基生物炭改良沉积物对水中Cu2+的吸附研究

利用铁基生物炭(MBC)改良原始沉积物得到改良沉积物,考察改良沉积物对Cu²⁺的吸附性能、动力学过程和影响因素。结果表明,改良沉积物对Cu²⁺有优异的吸附性能。MBC的投加量为50 mg/g时,Cu²⁺的去除率为88%,明显高于原始沉积物的去除效果。吸附Cu²⁺的过程遵循Langmuir吸附模型和拟二级动力学吸附模型,表明该过程以单层吸附和化学吸附为主。当pH为5、盐度为10 mg/L时,改良沉积物对Cu²⁺的最大吸附量为70.02 mg/g。在盐度分别50、100和1 500 mg/L时,改良沉积物对Cu²⁺的吸附量分别为65.28、56.07和25.34 mg/g,表明在高盐度下改良沉积物对Cu²⁺的吸附性能减弱。研究结果表明,MBC作为一种绿色经济的改良剂在改善原始沉积物的吸附性能方面具有良好的应用前景。     

海藻酸钠/二氧化硅杂化微球结构与吸附性能

利用海藻酸钠（SA）和正硅酸四乙酯（TEOS）为原料,并利用醇解TEOS提供二氧化硅（SiO₂）源与SA分子结构上的羟基（-OH）进行反应,制备一系列不同组分的杂化微球。采用旋转流变仪（DHR）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X-射线光谱（XRD）、热重分析仪（TG）、扫描电子显微镜（SEM）和氮气吸附-脱附方法（BET）对杂化溶液的流变性能以及杂化微球的化学结构、结晶能力、热分解能力、微球形貌、比表面积和孔径进行分析,并研究了其对亚甲基蓝（MB）和重金属铜（Cu²⁺）的吸附能力。结果表明：SA/SiO₂杂化溶液体系黏度下降,在初始剪切速率25s^-1时杂化溶液黏度比SA黏度低了2.2Pa·s;FTIR图说明SA中羟基与TEOS中的硅氧键反应生成硅氧碳键,TEOS与SA发生化学反应;杂化微球结晶曲线中CA结晶特征峰强度降低,同时出现SiO₂的结晶特征峰;杂化微球分解温度由250℃提升到310℃,热分解温度提高;BET测试得到海藻酸钙（CA）比表面积为7.254m²/g,孔径为19.65nm,CA/SiO₂杂化微球的比表面积为49.151m²/g,孔径为21.75nm,杂化微球比表面积提高,孔径类型为介孔;当MB初始浓度为100mg/L时,SA/SiO₂杂化微球去除率达到87.09%;当Cu²⁺初始浓度为2.5g/L时,SA/SiO₂杂化微球去除率达到86.8%。     

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。     

磁性壳聚糖微球制备及其对Pb2+的吸附性能研究

课题利用化学共沉淀法制备出Fe₃O₄粒子,在壳聚糖溶液中加入Fe₃O₄粒子进行改性,成功制备出磁性壳聚糖微球。课题以Pb²⁺作为吸附目标,探究了磁性壳聚糖微球对Pb²⁺的吸附的最优条件,并对磁性壳聚糖微球进行回收、再利用。结果表明,50 mL,50 mg/L Pb²⁺溶液投加量为150 mg、pH为6、温度35℃、时间为1 h是吸附实验的最佳条件,制备的吸附剂具有较好的吸附量和Pb²⁺去除率,且能够实现回收再生,具有环境友好性。     

壳聚糖/羧甲基纤维素/聚丙烯酸凝胶对含铅废水的吸附研究

以壳聚糖(CTS)、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为接枝底物，丙烯酸(AA)为功能单体，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂，过硫酸钾(KPS)为引发剂，采用自由基聚合法合成壳聚糖/羧甲基纤维素钠/聚丙烯酸(CTS/CMC/PAA)水凝胶。对制备的CTS/CMC/PAA水凝胶进行了FT-IR、SEM、XRD、Zeta电位分析和溶胀性能测试。研究了水凝胶在不同吸附时间、pH、重金属离子质量浓度、温度下对Pb²⁺吸附性能的影响，并根据吸附动力学、等温吸附模型结合Zeta电位初步探讨了该水凝胶的吸附机理。实验结果表明，在室温25℃、pH=5、Pb²⁺初始质量浓度100 mg/L、吸附时间为45 min的条件下，CTS/CMC/PAA水凝胶对溶液中Pb²⁺的吸附率和吸附容量分别达到95.22%和142.83 mg/g;CTS/CMC/PAA水凝胶对溶液中Pb²⁺的吸附过程为多层物理、多层化学吸附的混合过程。最后通过连续流实验可以看到CTS/CMC/PAA水凝胶在连续流中处理含Pb²⁺     

羟乙基纤维素水凝胶的制备及吸附性能

以羟乙基纤维素(HEC)(作为水凝胶的骨架增强水凝胶的强度)和丙烯酸(AA)为原料,过氧化氢/维生素C混合溶液作为氧化还原引发剂,通过自由基聚合的方法制备HEC–AA水凝胶。通过傅里叶变换红外光谱对HEC–AA水凝胶的结构进行了表征,分析表明水凝胶内部存在氢键。通过扫描电子显微镜对HEC–AA水凝胶的微观结构进行研究,结果表明HEC–AA水凝胶内部形成了三维网状结构,其孔径尺寸随着HEC用量的增加而减小。通过对HEC–AA水凝胶的吸水和Cu²⁺吸附性能测试表明,当HEC用量为0.3 g时,HEC–AA水凝胶的吸水性能和对Cu²⁺吸附能力最好。对盐溶液敏感性的测试表明,HEC–AA水凝胶的吸水性能会随着盐溶液浓度的增加而降低。Cu²⁺的初始浓度和pH值对吸附性能影响的测试结果表明,当HEC用量为0.3 g,pH值为5,Cu2+初始浓度为100 mg/L时,水凝胶的吸附容量最大为82.3 mg/g。HEC–AA水凝胶在重金属吸附领域具有良好的应用前景。     

钾长石负载二氧化锰对Ni 2+的吸附性能研究

以钾长石为原料,在其表面负载二氧化锰以合成二氧化锰/钾长石复合吸附材料（MnO₂/Kfs）。通过静态吸附实验考察了不同影响因素对Ni ²⁺吸附性能的影响,并对吸附过程中吸附等温特性、吸附动力学和吸附热力学进行了研究。结果表明,溶液初始pH、MnO₂/Kfs添加量、吸附时间和温度的增加均有利于MnO₂/Kfs对Ni ²⁺的吸附;在20 mL初始质量浓度为100 mg/L的Ni ²⁺溶液中,MnO₂/Kfs添加量为0.20 g、初始pH为6、298 K下吸附10 h时,MnO₂/Kfs对Ni ²⁺的吸附率达到90.68%。吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温模型,表明MnO₂/Kfs对Ni ²⁺的吸附是以化学吸附为主的单分子层吸附;温度为298、308、318 K时,其理论最大吸附量分别为14.217、22.114、27.218 mg/g。吸附热力学结果表明,吸附是一个自发吸热熵增的过程。MnO₂/Kfs重复使用4次对Ni ²⁺仍有较高的吸附率,再生性能良好。