二价铬/钼/镍空配位MOFs的CH4/N2吸附分离研究

基于金属有机骨架材料中金属空配位对气体的强吸附作用,利用具有较高活性的二价金属Cr²⁺/Mo²⁺/Ni²⁺与均苯三酸（H₃BTC）配位合成了HKUST-1（Cu-BTC）同构系列材料M-BTC（M=Cr、Mo、Ni）,并与Cu-BTC对比分析了该类型材料中不同金属空配位对甲烷和氮气的吸附性能。实验结果显示,此三种材料均具有较好的甲烷选择吸附性,其中含Ni²⁺金属空位的Ni-BTC以其尤为突出的甲烷吸附热值而呈现较好的CH₄/N₂分离潜力;Cr²⁺空配位虽具有较强活性,但是对于甲烷的选择性吸附性能却低于含Cu²⁺空位的Cu-BTC材料。结合吸附选择性IAST计算分析得到此三种含较高活性不饱和金属空配位的MOFs材料对于甲烷选择性吸附作用能顺序为：Ni-BTC > Mo-BTC > Cu-BTC > Cr-BTC。     

新型离子印迹磁球的制备及吸附性能研究

以黄腐酸(FA)为功能单体,Ni~(2+)为模板,Fe_3O_4/SiO_2为磁核,成功制备了新型离子印迹磁球(Fe_3O_4/SiO_2/FA)。研究结果表明:当水溶剂总体积为50mL时,其最佳制备工艺条件是:Fe_3O_4/SiO_2为1g,KH-560为1.2mL,FA(0.01g/mL)为30mL,NiCl_2·6H_2O(0.03g/mL)为12mL,反应温度为60℃。在Cr~(3+)和Pb~(2+)竞争离子存在条件下,相对选择性系数Ni~(2+)/Cr3+、Ni~(2+)/Pb~(2+)分别是221.44和609.72,表明Fe_3O_4/SiO_2/FA对Ni~(2+)离子具有较高的选择识别能力;经过5次吸附-脱附实验后,离子印迹磁球仍然具有较好的吸附使用性能。     

黄腐酸基Cd~(2+)离子印迹聚合物的吸附性能测试

以改性黄腐酸为功能单体,反相悬浮聚合法制备了Cd~(2+)离子印迹聚合物,并研究其吸附性能。动力学模型表明,黄腐酸基Cd~(2+)离子印迹聚合物对Cd~(2+)的吸附符合准二级动力学吸附模型,相关系数达到0.9977;热力学研究发现,黄腐酸基Cd~(2+)离子印迹聚合物吸附重金属离子的形式为单分子层表面吸附,与Langmuir等温吸附模型相符;竞争吸附实验显示,竞争离子Pb~(2+)、Cr~(3+)存在时,Cd~(2+)/Pb~(2+)、Cd~(2+)/Cr~(3+)的相对选择性系数分别为4.32、13.47,说明MFA-IIP对模板离子拥有较强的选择识别性能,竞争离子化合价不同,选择识别性更加显著。     

改性酒糟对电镀废水中Cr~(6+)、Ni~(2+)的吸附研究

酒糟采用1 mol/L硫酸和2 mol/L盐酸混合溶液(体积比1∶1)室温下改性6 h,冷冻干燥,进行FTIR表征,研究其对电镀废水中Cr~(6+)、Ni~(2+)吸附特性及作用机理。结果表明,经酸改性后酒糟有效官能团数目增多;对于初始浓度20 mg/L的Cr~(6+)、Ni~(2+)的溶液,在Cr~(6+)pH=5.0、Ni~(2+)pH=7.0,改性酒槽投加量30 g/L,在20℃吸附30 min时,改性酒糟吸附Cr~(6+)、Ni~(2+)的效果最好;准二级动力学方程很好的反映吸附过程;Langmuir方程能更好地描述改性酒糟对Cr~(6+)、Ni~(2+)的等温吸附。     

功能化壳聚糖磁性微球的制备及其对Cr~(3+)、Ni~(2+)的吸附

以经SiO_2包覆的Fe_3O_4和4-氯苯基异氰酸酯修饰的壳聚糖为原料,六亚甲基双异氰酸酯(HDI)为连接剂,制得功能化Fe_3O_4@Si O_2-壳聚糖磁性微球(磁性微球C),并利用SEM、FTIR对其进行表征,考察了所得磁性微球C对Cr~(3+)和Ni~(2+)的吸附性能。结果表明:磁性微球C的平均粒径为520 nm左右且分散性好。对Cr~(3+)、Ni~(2+)的吸附在60 min内达到平衡,在吸附剂质量为0.2 g,Cr~(3+)浓度为2.5 mmol/L,p H=3.0时,Cr~(3+)的单位吸附量为191.1 mg/g;在Ni~(2+)浓度为0.1 mmol/L,pH=5.0时,Ni~(2+)的单位吸附量为4.725 mg/g。所测等温吸附数据既符合Langmuir模型,也符合Freundlich模型。     

Ni离子金属有机配合物的合成及储氢性能研究

为开发具有自催化功能的有机储氢材料,利用Ni具备催化加氢的特性设计了Ni~(2+)/6-(吡啶-4-基)异喹啉配位化合物。通过水热反应合成了Ni~(2+)/6-(吡啶-4-基)异喹啉配位化合物并能够实现自催化吸放氢。吸氢后产物的物相分析表明其吸放氢机理在于金属镍还原产生的催化效果。对分解后Ni颗粒的表征表明,配位Ni~(2+)分解还原后具有更好的分散性和粒径,解释了其吸氢动力学相比单独制备的金属镍催化剂有了极大改善。     

聚丙烯腈纤维改性及在含Cu2+废水处理回收中的应用

采用四步法将聚乙烯亚胺(PEI)接枝到聚丙烯腈(PAN)纤维上制备了PAN-PEI纤维。将PAN-PEI纤维处理p H值为1. 3,Cu~(2+),Ni~(2+),Ca~(2+),Mg~(2+),Fe~(2+)/Fe~(3+)含量分别为784. 20,4. 60,4. 10,4. 70,1. 10 mg/L的含Cu~(2+)废水,研究了PAN-PEI纤维对废水中的金属离子的吸附和回收效果。结果表明:各用3. 0 g PANPEI纤维分3次振荡吸附10 min处理已调至p H值为4. 1的废水样,经第1,2,3次吸附处理后废液中Cu~(2+)含量分别为93. 60,18. 16,0. 96 mg/L,Ni~(2+)含量分别为1. 25,0. 35,0. 07 mg/L,其中Ni~(2+)经2次、Cu~(2+)经3次处理达到国家排放标准;模拟实际吸附回收过程,回收液中Cu~(2+)含量为45 280 mg/L,与原液相比,浓缩了58倍,其盐酸盐占比为99. 43%;如分开处理含Ni~(2+)废水,则回收的氯化铜纯度可达99. 73%; PAN-PEI纤维吸附Cu~(2+)时对共存Ca~(2+),Mg~(2+),Fe~(2+)/Fe~(3+)选择性系数分别为20. 23,22. 08,3. 25。     

三种典型重金属污染物对电镀生化处理单元污泥脱氢酶活性的抑制效应

研究不同浓度、不同培养时间、不同pH条件下Cu、Cr、Ni三种典型重金属污染物对电镀废水生化处理单元中污泥脱氢酶活性的影响。研究表明,不同价态的重金属对活性污泥脱氢酶活性存在着明显的低浓度抑制效应,以活性污泥微生物脱氢酶活性表征的重金属毒性大小的顺序为:Cu~(2+)Cr~(6+)Ni~(2+)Cr~(3+)。重金属处于离子态时,对活性污泥脱氢酶活性的抑制较大;当Cu~(2+)溶液pH值=8、Cr~(3+)溶液pH值=7、Ni~(2+)溶液pH值=10时,三种重金属离子几乎处于完全沉淀状态,此时对活性污泥脱氢酶活性的抑制最低;当pH值为8时,三种混合重金属溶液对活性污泥微生物活性的抑制率最低。当污泥的暴露时间在0~5h时,5mg/L的重金属浓度即可让脱氢酶活性抑制率达到60%~90%;随着暴露时间的延长,Cu~(2+)对其的抑制率最高,其次为Cr~(6+)和Cr~(3+),Ni~(2+)最低。     

磁性阴离子吸附剂的制备及其去除水中Ni2+离子的研究

本文制备了具有核/壳结构的磁性纳米颗粒Fe_3O_4@SiO_2,用马来酸酐和均苯四甲酸酐分别对Fe_3O_4@SiO_2纳米粒子进行接枝改性,分别标记为Fe_3O_4@SiO_2@M和Fe_3O_4@SiO_2@P,使其带有较多的负电荷,形成对金属离子有吸附作用的阴离子吸附剂。考察了两种吸附剂对水中Ni~(2+)的吸附性能。结果表明,两种吸附剂对低浓度的Ni~(2+)有较好的吸附作用。当Ni~(2+)浓度小于0.5g·L~(-1)时,两种吸附剂对Ni~(2+)去除效率均可达到100%。当吸附剂用量一定时,随Ni~(2+)浓度增加,去除率下降。     

高岭土负载改性壳聚糖重金属吸附剂性能研究

壳聚糖是一种来源广泛、无毒、易降解的天然高分子材料,其分子中的羟基和氨基等官能团能与重金属离子进行螯合吸附。该研究充分利用高岭土高机械强度及多孔结构的特点,在其孔道结构中负载对重金属离子具有选择性吸附作用的改性壳聚糖,对解决传统改性壳聚糖在重金属污水处理中成本过高问题具有重要意义。通过超声和高温搅拌作用,在高岭土中负载改性壳聚糖合成新型的重金属吸附剂,幵针对其对污水中的Cu~(2+)、Mn~(2+)、Ni~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)等重金属离子的吸附效果、吸附性能及最佳吸附条件等进行了相应研究和应用前景展望。     

羽毛纤维对废水中重金属离子的吸附性能研究

利用禽类羽毛纤维作为吸附剂,吸附溶液中的重金属离子Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)、Pb~(2+)、Cr~(6+)。考察温度、pH值、吸附剂投加量、重金属离子初始浓度等对羽毛纤维吸附效果的影响并建立吸附等温线。结果表明,羽毛纤维能吸附重金属离子,随着温度、吸附剂投加量的增大,重金属离子初始浓度的降低,羽毛纤维对重金属离子的吸附率逐渐提高。随着pH值的升高,羽毛纤维对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)、Pb~(2+)的吸附率提高,对Cr~(6+)的吸附率降低。羽毛纤维对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)、Pb~(2+)吸附符合Freundlich吸附等温模型。羽毛纤维对重金属离子的吸附能力顺序为Pb~(2+)>Cu~(2+)>Zn~(2+)>Ni~(2+)>Cr~(6+)。     

PAN基羧酸离子交换纤维从电镀废水中回收镍和铜的研究

系统研究了PAN基弱酸离子交换纤维在多离子共存体系中对Ni~(2+)/Cu~(2+)的选择吸附性能。以此为基础,通过多柱串联、饱和吸附、洗脱液套用方法完成了对Ni~(2+)、Cu~(2+)电镀废水的资源化治理研究。结果表明:PAN基弱酸纤维对Ni~(2+)、Cu~(2+)离子具有吸附速度快(0.55~1.50 m L×g-1×min-1)、交换容量高(Ca~(2+)、Mg~(2+)共存体系中对Ni~(2+)、Cu~(2+)吸附容量分别达139和148 mg×g-1)、选择性能好等优点,回收得到的溶液中镍和铜离子的浓度和纯度高(分别为45.15和39.17g×L-1且CNi(II)/Ctota L=0.989,CCu(II)/Ctota L=0.994)。离子交换纤维经200次吸附-洗脱循环后,其交换容量基本不变,显示出优异的实际应用前景。     

氧化石墨烯/海藻酸钠复合材料的制备及其对Ni2+吸附工艺研究

采用改进Hummers法制备了氧化石墨烯(GO)。以海藻酸钠(SA)为载体,采用溶液共混法制备氧化石墨烯/海藻酸钠(GO/SA)凝胶球。以GO/SA凝胶球作为吸附材料,对含镍废水进行吸附性能研究。实验结果表明:以质量浓度为7%Ca Cl2为交联剂,m(GO)∶m(SA)为1∶9,Ni~(2+)质量浓度为80g/L,GO/SA凝胶球投加量为40g/L,吸附温度为30℃,Ni~(2+)吸附率为17.15%。含镍废水p H值大于6时,出现大量白色沉淀,pH值对含镍废水中Ni~(2+)吸附率有显著影响。     

初始浓度对合成沸石吸附混合重金属的效果研究

利用合成的沸石材料吸附重金属Cu~(2+)、Ni~(2+)、Cd~(2+)的两种混合与三种混合离子,考察混合重金属的初始浓度对沸石材料吸附三种离子的效果影响。结果表明:初始浓度对沸石材料吸附三种混合重金属的吸附效果影响较大。随着混合重金属离子初始浓度的不断升高,沸石材料对重金属的Cu~(2+)、Ni~(2+)、Cd~(2+)的吸附去除率逐渐下降。当Cu~(2+)与Ni~(2+)两种离子共存时,整个吸附过程中沸石材料对其吸附去除顺序为:CuNi。当Cu~(2+)与Cd~(2+)两种离子共存时,沸石材料对其吸附去除顺序为:CuCd。当混合重金属中含有Cu~(2+)、Ni~(2+)、Cd~(2+)三种离子时,沸石材料对其吸附的去除顺序则为:CuNiCd,且三种混合重金属离子共存时,沸石材料对Cu~(2+)的吸附去除率影响不大。     

新型阳离子交换纤维对重金属离子吸附行为的研究

用各种现代分析手段,较系统地研究了我们首次研制的新型阳离子交换纤维SCVCIEF-c_1、SCVCIEF-b_1及HONCIEF对Cu~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)的静态交换平衡特性,并初步研究了吸附机理。实验结果表明,这几种交换纤维对Cu~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)均具有较好的吸附性能,吸附体系的pH、温度、离子浓度都对纤维的交换容量及吸附选择性有较大影响。SCVCIEF与重金属离子的交换以静电引力为基础的离子对形式交换为主,HONCIEF则较之SCVCIEF更容易与重金属离子发生络合。     

M/ZIF-8纳米复合物的制备及其CO_2的吸附性能

一种新的策略来通过掺杂金属离子提高ZIF-8材料的金属活性位,并保持相同的孔道结构对CO_2进行吸附。掺杂金属离子的ZIF-8(M/ZIF-8,M=Cu~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+))是M~(2+)、Zn~(2+)和2-甲基咪唑加入到甲醇和氨水的溶液中,在室温条件下磁力搅拌合成。结构表明:ZIF-8和M/ZIF-8形态并没有发生改变,仍保持原来的孔道结构,但样品的比表面积和孔容减少;Cu~(2+)和Ni~(2+)改性的ZIF-8的CO_2吸附量增加,Cu~(2+)改性的ZIF-8样品具有最高的CO_2吸附量,达到了23.88 mg·g~(-1)。     

几种离子交换树脂对电镀废水中Ni~(2+)的吸附性能评价

为提高离子交换树脂对电镀废水中镍离子的去除效率,选用732、D751和CH-90Na三种离子交换树脂吸附电镀废水中Ni~(2+),考察了pH、温度和杂质离子强度的影响,评价其吸附性能。结果表明,3种离子交换树脂吸附Ni~(2+)的最佳pH为5～6,温度对732、D751型树脂的影响较小,杂质离子对732型树脂吸附容量影响较大,D751、CH-90Na型树脂对Ni~(2+)具有更高的选择性。改变初始浓度和吸附反应时间,探究了3种离子交换树脂的吸附等温线和吸附动力学过程,发现3种离子交换树脂均符合Langmuir吸附等温线,且均符合准二级动力学方程,说明其对Ni~(2+)的吸附属于单分子层吸附和定点吸附、吸附过程主要是离子交换控制的,D751型树脂饱和吸附容量最大且为123.9 mg/g。综合考虑,D751型树脂可以作为处理含镍废水的最佳离子交换树脂。     

Fe3O4/沸石/石墨复合材料的制备及其对Cr6+离子吸附特性分析

为了净化被Cr~(6+)离子污染的水资源,制备了Fe_3O_4/沸石/石墨三元复合材料。测试了其对Cr~(6+)离子的吸附特性,发现时间对Cr~(6+)离子吸附率的影响非常明显,随着吸附时间的增长对Cr~(6+)离子的吸附量明显增加,3h接近饱和,6h吸附率最高(为80.2%),充分发挥了3种原材料各自的优点而提高了吸附速度;通过磁性分析实验发现,该材料在磁场条件下可达到快速分离的目的。研究的三元复合材料具有制备简单、成本低、重复利用率高、吸附性能好等优点,可能成为广泛应用的新型吸附材料。     

用6210净水剂直接去除电镀废水中Cr~(6+)

电镀废水中的Cr~(6+),不需预先化学还原或电化还原成Cr~(3+),添加净水剂6210就可直接反应去除。试验表明,含Cr~(6+)189.6 mg/l的电镀废水,投药比6210/Cr~(6+)为25～50,室温下搅拌反应1 h,Cr~(6+)的去除率>90%,且15 min内可澄清。6210净水剂还具有去除F~-、SO_4~(2-)等阴离子及去除Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)等重金属阳离子的特性。     

水中Ni~(2+)在粒状沸石/活性炭复合材料上的吸附研究

采用廉价的煤矸石为主要原料,添加一定量的沥青粉制备了沸石NaA/活性炭粒状复合材料,并以此作为吸附剂,研究了水溶液中Ni~(2+)在该复合材料中的吸附行为,考察溶液的初始浓度、吸附时间和pH对吸附的影响.结果表明溶液较高的pH值有利于Ni~(2+)在吸附剂上的吸附;随Ni~(2+)初始浓度的增大复合材料的吸附量增大,而Ni~(2+)的去除率随之减小;Ni~(2+)在复合材料上的吸附接近Langmuir-Freundlich等温吸附模型,反映了吸附表面的多相性及两类吸附中心在复合材料上的共存性;吸附速率遵循准二级吸附动力学模型.