响应面法优化木质素基选择性吸附树脂的皂化条件

采用响应面法研究了膨润土/木质素磺酸钠接枝丙烯酰胺选择性吸附树脂(BLPAM)的皂化实验。以氢氧化钠溶液浓度、皂化温度、皂化时间为影响因素,以Pb~(2+)吸附量、Cu~(2+)吸附量、Pb~(2+)对Cu~(2+)的选择性吸附系数、Pb~(2+)去除率、Cu~(2+)去除率为响应值建立Box-Behnken数学模型,通过响应面分析得到针对各响应值的主次因素和优化皂化条件。采用组合赋权法确定各响应值的权重,获得最终的优化皂化条件。结果表明,BLPAM的优化皂化条件为:氢氧化钠溶液浓度1.45mol/L、皂化温度98℃、皂化时间2.90h,所得皂化BLPAM树脂在二元Pb~(2+)/Cu~(2+)溶液中对Pb~(2+)吸附量为1.772mmol/g,Cu~(2+)吸附量为1.719mmol/g,Pb~(2+)对Cu~(2+)的选择性吸附系数为1.604,Pb~(2+)去除率为96.062%,Cu~(2+)去除率为93.864%。     

毫米级大颗粒交联聚苯乙烯白球的磺化工艺研究

研究了大颗粒交联聚苯乙烯白球的磺化工艺,着重探讨了膨胀剂的用量、溶胀时间、反应温度、保温时间、降温稀释放料时间等因素对磺化效果的影响,并通过红外光谱仪表征了磺化聚苯乙烯的化学结构,测定了大颗粒阳离子交换树脂的相关技术指标,确定了大颗粒阳离子交换树脂催化剂理想的磺化工艺条件:大颗粒白球与二氯乙烷的投料比为1∶0.45,溶胀时间为2.5h;在75℃时保温8h,85℃时保温20h,100℃时保温15h;降温稀释放料时间为25h。指出按上述工艺条件制备的大颗粒树脂的主要技术指标为:质量交换容量为4.57mmol/g(干),体积交换容量为2.35mmol/mL(干),比表面积为29.5m2/g。在此条件下,磺化度为17%。     

膨化稻壳对Cu~(2+)-Pb~(2+)二元离子溶液体系的吸附行为研究

以稻壳(RRH)为原料,通过膨化改性制得吸附材料。对比膨化稻壳(ERH)与其他常用吸附剂如椰壳活性炭、硅藻土、皂土和离子交换树脂等吸附剂的吸附性能,研究其对Cu~(2+)-Pb~(2+)二元重金属离子的吸附特性。结果表明,与未改性RRH相比,经膨化改性后的稻壳表面结构疏松、层层多变、结构粗糙。在Cu~(2+)-Pb~(2+)二元体系中,ERH吸附Cu~(2+)和Pb~(2+)的最大吸附容量分别为7.13mg/g和10.6mg/g。同时,ERH对于Pb~(2+)的吸附能力大于Cu~(2+)的吸附能力,具有一定选择性,而离子交换树脂和皂土吸附容量都较高,对Cu~(2+)-Pb~(2+)二元金属离子吸附选择性不明显。通过拟合分析,ERH吸附过程均符合准二级动力学方程和Langmuir单分子层吸附模型。     

氮掺杂多孔碳材料的制备及其吸附性能研究

采用细乳液聚合法制备了聚丙烯腈(PAN)微球,以其作为氮掺杂多孔碳材料(NPC)的前驱体,经ZnCl_2溶液浸渍后,分别在450℃、600℃和700℃这3个不同温度下碳化制得多孔碳材料NPC-H450、NPC-H600和NPCH700。采用透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和N_2吸附-脱附等方法对样品进行表征。研究了NPC对CO_2和Cu~(2+)的吸附性能。结果表明:所制备的多孔碳材料NPC-H450、NPC-H600和NPC-H700的比表面积大,分别为1114m~2/g、1644m~2/g和931m~2/g;氮含量高,质量分数分别为11.33%、12.12%和13.35%。制备的NPC对CO_2及Cu~(2+)均有良好吸附的性能。在0℃、1atm条件下,NPC-H450对CO_2的吸附量为3.40mmol/g,NPC-H700在常温下对Cu~(2+)24h的吸附量可达62.88mg/g。     

APTES改性介孔硅的制备及对重金属离子的吸附性能研究

以介孔二氧化硅为原材料,将3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)改性接枝到介孔硅表面,对改性介孔二氧化硅进行表征分析。介孔硅具有较高的比表面积,而APTES中的氨基具吸附重金属功能,使得氨基改性介孔硅吸附重金属离子的功能更强。探讨了介孔硅对重金属的吸附性能,考察氨基功能化介孔硅吸附剂对重金属镉离子(Cd~(2+))、铅离子(Pb~(2+))、铜离子(Cu~(2+))的选择吸附作用。实验结果表明,吸附时间8h以上,介孔硅和改性介孔硅对Cd~(2+)的吸附量分别为0.14、0.15mg/g,对Pb~(2+)的吸附量分别为0.14、0.15mg/g,对Cu~(2+)的吸附量分别为0.13、0.15mg/g;在温度为25℃,震荡时间为24h的条件下,改性介孔硅对Pb~(2+)吸附性能最好,吸附量为0.13mg/g,其次是Cu~(2+)为0.02mg/g,最后是Cd~(2+)为0.01mg/g,说明在3种金属的混合溶液中,改性介孔硅对Pb~(2+)有良好选择吸附性。     

基于氧化石墨烯印迹微球的制备及其对Cu~(2+)的选择性吸附研究

以硫脲改性后的壳聚糖(TCS)为印迹单体,氧化石墨烯(GO)为载体,铜离子(Cu~(2+))为模板,在环氧氯丙烷为交联作用下,制备出一种具有Cu~(2+)印迹的GO/TCS微球(IM-GO/TCS)。研究结果表明:当吸附剂IM-GO/TCS用量为0.5g/L,pH=6,温度35℃,Cu~(2+)初始浓度为100mg/L,吸附时间为120min条件下,IM-GO/TCS对Cu~(2+)的吸附量达到146.105mg/g,对Cu~(2+)的选择系数达到9.745,相对分离比达到12.558。     

氧化锌粉体对Cu~(2+)的吸附研究

采用氧化锌粉体吸附水中Cu~(2+),考察了反应时间、反应温度、pH值及Cu~(2+)浓度对吸附效果的影响。实验结果表明:在氧化锌用量为20mg,吸附时间20min,温度为30℃,pH值为8时,对Cu~(2+)的吸附率可达到95.78%,吸附量为23.93mg/g。     

磁性氧化石墨烯的制备及其对Cu~(2+)的吸附性能

制备了一种磁性氧化石墨烯(GO-Fe_3O_4),并对其吸附铜离子(Cu~(2+))的性能进行了研究。研究了不同pH和初始浓度对GO-Fe_3O_4去除Cu~(2+)的影响。研究结果表明:改性四氧化三铁(Fe_3O_4@SiO_2)成功被接枝在GO的边缘,GO与Fe_3O_4@SiO_2质量配合比为4∶1,制得的GO-Fe_3O_4,在303℃,pH为4.5,Cu~(2+)初始质量浓度为124.5mg/L条件下,GO-Fe_3O_4对Cu~(2+)的平衡吸附容量达到76.5mg/g。GO-Fe_3O_4在使用第7次时,对Cu~(2+)吸附容量仍可达到55mg/g,具有良好的吸附性能。     

改性壳聚糖微球合成及对Cu~(2+)吸附性能的研究

壳聚糖由于其结构特性和表面化学性能,对过渡金属离子有很强的亲和力和良好的选择性。利用二乙胺、三乙胺、聚乙烯亚胺(PEI)对壳聚糖微球进行改性,增加壳聚糖微球的活性中心以强化对二价铜离子(Cu~(2+))的吸附能力。实验结果表明:在Cu~(2+)溶液pH为5,吸附时间为15min,温度为35℃时,制得的改性壳聚糖微球对Cu~(2+)的吸附量达到2.88mmol/g。     

高比表面积蜂窝状活性炭对CO2的吸脱附行为

以比表面积为2621m2/g的超高比表面积活性炭为原料,酚醛树脂为粘结剂,制得比表面积为1887m2/g的蜂窝状活性炭,并考察了其对CO2的吸脱附性能.研究结果表明,在25℃/常压下,该蜂窝状活性炭对CO2的饱和吸附量为2.15mmol/g,对浓度为15％的CO2的平衡吸附量为0.96mmol/g;当采用抽真空脱附时,...     

碳纳米管透水混凝土的重金属离子吸附性能

利用多壁碳纳米管(MWCNTs),制备了MWCNTs透水混凝土材料,研究了其对水溶液中二价重金属离子Pb~(2+)、Cd~(2+)以及Cu~(2+)的吸附性能。重金属离子溶液初始浓度为100,400,700及1 000 mg/L,吸附时间为1,2,6,12,24,48及72 h。测试了MWCNTs透水混凝土对Pb~(2+)、Cd~(2+)以及Cu~(2+)吸附量与吸附时间的关系,分析了重金属离子溶液初始浓度对Pb~(2+)、Cd~(2+)以及Cu~(2+)平衡吸附量的影响。研究发现,MWCNTs透水混凝土对Pb~(2+)、Cd~(2+)以及Cu~(2+)离子的吸附量在24 h后达到吸附平衡;随着重金属离子溶液初始浓度的增大,MWCNTs透水混凝土对Pb~(2+)、Cd~(2+)以及Cu~(2+)离子的平衡吸附量明显提高;MWCNTs透水混凝土对重金属离子的吸附能力大小顺序为Pb~(2+)Cd~(2+)Cu~(2+)。MWCNTs透水混凝土对重金属离子的吸附等温线与Freundlich模型符合较好,可以采用Freundlich模型描述MWCNTs透水混凝土对重金属离子的吸附等温线。     

壳聚糖复合树脂对铜的吸附研究

本文以壳聚糖为原料,交联海藻酸钠,制得壳聚糖复合树脂,研究其对Cu~(2+)的吸附性能。结果表明,Cu~(2+)初始浓度为200mg/L,投加量为0.05g,吸附平衡时间为3.0h,pH为5.0,吸附效率可达100.6mg/g。壳聚糖复合树脂可用于水体中Cu~(2+)的富集和分离。     

强酸型魔芋葡甘聚糖基离子交换树脂的性能

以交联魔芋葡甘聚糖颗粒为原料,采用先羟丙基化再磺化的方法制备了强酸性魔芋葡甘聚糖基离子交换树脂。红外和扫描电镜检测结果表明,该树脂为蜂窝状多孔微球,色泽好,粒度均匀。该树脂的骨架密度为0.2172 g/mL,平均孔容量为2.7446 mL/g,树脂空隙率为37.20%;交换容量为0.1445 mmol/g,对Pb2+的吸附量为0.2056 mmol/g。     

一种柔性链状L-Phe树脂的合成与对铜离子的吸附

以氯乙酰化聚苯乙烯微球(PS-acyl-Cl)为大分子引发剂,甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和丙烯酰胺(AM)为单体,以原子转移自由基聚合法合成了链状的亲水性环氧聚苯乙烯微球载体(PS-acyl-g-P(AM-GMA)),并与L-苯丙氨酸(LPhe)反应制得一种柔性链状L-Phe树脂。研究了反应时间、原料树脂溶胀时间、溶剂体系、催化剂添加量等对反应的影响。结果表明,随反应时间延长至20 h,增重率增至最大;原料溶胀时间延长至24 h,增重率增至最大;溶剂水较之N,N-二甲基甲酰胺经济且效果好;使用且增加催化剂至20%时,结果最好。在此优化条件下,可得环氧基转化率72%、担载量2.4 mmol/g的L-Phe树脂。研究了L-Phe树脂对Cu2+的吸附,得到最佳条件:Cu2+浓度为100mmol/L,pH为5.8~8.0,饱和吸附时间80 min。树脂最高吸附量为2.0 mmol/g。     

沥青基球形活性炭对CO2的吸脱附行为研究

考察了沥青基球形活性炭(PSAC)的孔结构与CO2吸附容量间的内在关系及其脱附性能.采用N2吸附法分析PSAC的孔结构,由穿透曲线测试其对CO2的平衡吸附量.实验结果表明:在CO2/N2混合气氛下,活性炭对CO2的吸附容量与孔径小于1nm的微孔比表面积呈线性关系;当PSAC担载5%的三聚氰胺后,对CO2(15%)的平衡吸附量由0.91mmol/g增加到1.15mmol/g,提高了26.3%;采用抽真空脱附时,循环脱附效率为74.6%,而电解吸-抽真空耦合脱附工艺可使CO2的循环脱附效率接近100%.     

银杏叶作为吸附剂去除废水中Cu2+的研究

以秋季废弃的银杏叶作为吸附剂,吸附去除废水中的铜离子。研究了吸附剂粒度、吸附剂投加量、pH、吸附温度、废水中Cu~(2+)初始质量浓度对吸附效果的影响。结果表明:在吸附剂粒度150～180μm、吸附剂投加量1.3～1.6g、吸附温度25～50℃条件下、银杏叶对Cu~(2+)初始质量浓度小于40mg/L的中性废水的吸附率几乎达到100%;银杏叶对Cu~(2+)的吸附过程与拟一级动力学方程线性拟合较好。     

H_2SO_4改性柠檬渣对Hg~(2+)的吸附及性能研究

为了研究柠檬渣对Hg~(2+)的吸附性能,利用15%H_2SO_4对柠檬渣进行了改性,利用单因素法考查了Hg~(2+)的初始浓度、吸附时间、吸附温度和振荡速度对Hg~(2+)吸附的影响,在单因素基础上进行了L_9(3~4)正交试验。测量了吸附剂的比表面积、孔容与孔径等吸附性能,并利用差热分析、红外光谱、紫外光谱、X射线衍射、扫描电镜和能谱对吸附剂进行了表征。结果表明:吸附Hg~(2+)的最优组合为Hg~(2+)的初始浓度为(2.5×10~(-3))mol/L、吸附时间为90min、吸附温度为50℃和振荡速度为400r/min,在此条件下对Hg~(2+)的吸附量能达到18.6mg/g;各因素的主次关系分别为:吸附时间、振荡速度、吸附温度、Hg~(2+)初始浓度。改性后的柠檬渣较原柠檬渣比表面积增加约4倍,孔径分布主要是中孔;柠檬渣属于无定型结构,主要由碳元素组成;改性后的柠檬渣表面疏松,部分与酚烃基结合的H+被Hg~(2+)取代,引起C=O键的振动强度下降。     

端氨基超支聚合物功能化磁性复合材料对Cu~(2+)和甲基橙的吸附研究

合成端氨基超支聚合物(HBPA)后与"一锅法"合成的氨基修饰磁性纳米微球通过戊二醛交联得到多氨基功能化磁性纳米吸附剂。通过傅里叶红外光谱、XRD光谱和热重分析表明端氨基修饰磁性纳米吸附剂(Fe_3O_4@HBPA)成功制备。探讨了Fe_3O_4@HBPA吸附剂对模拟废水中Cu~(2+)和甲基橙的吸附性能。Fe_3O_4@HBPA对Cu~(2+)和甲基橙的吸附时间为120min,温度30℃,吸附剂用量为10.0mg,pH=5.0时对Cu~(2+)的吸附效果最佳,pH大于5,对甲基橙吸附效果都较佳。Fe_3O_4@HBPA吸附剂对Cu~(2+)和甲基橙吸附速率较快,在10min左右就基本达到吸附平衡,温度对Cu~(2+)和甲基橙的吸附影响不大。结果表明端氨基超支聚合物修饰的磁性纳米吸附剂对Cu~(2+)和甲基橙具有较好的吸附能力。     

纤维素/二氧化钛复合纳米纤维膜的制备及对Cu~(2+)吸附性能

采用静电纺丝技术与水解后处理的方法相结合,制备了纤维素/TiO_2复合纳米纤维膜。通过扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、接触角及力学性能测试对复合纳米纤维膜进行了表征。结果表明,复合纳米纤维膜表面光滑,纤维呈三维杂乱排列;加入TiO_2后,纳米纤维的平均直径略有下降,纤维素的结晶度减小,断裂强度降低;但亲水性大幅提升。Cu~(2+)吸附试验结果表明,溶液pH、Cu~(2+)初始浓度和吸附时间是影响吸附效果的重要因素,Cu~(2+)的最大平衡吸附量可达66.54mg/g。Cu~(2+)在纤维素/TiO_2复合纳米纤维膜上的等温吸附规律可以用Langmuir和Freundlich吸附等温模型进行描述,从相关系数来看,纤维素/TiO_2复合纳米纤维对Cu~(2+)的吸附行为用Freundlich模型描述更为合理。     

聚丙烯酰二乙烯三胺二氧化碳吸附树脂的制备及性能

以丙烯酸甲酯和二乙烯基苯悬浮共聚,制备了交联度分别为5%、7%、9%的大孔交联聚丙烯酸甲酯(PMA),通过与二乙烯三胺的胺解反应得到了大孔交联聚丙烯酰二乙烯三胺(PAM)吸附树脂;通过红外光谱(FT-IR)对树脂的结构进行了表征;系统考察了静态吸附法下PAM树脂对CO2的吸附性能以及作为CO2吸附材料的循环使用性能。结果表明,在室温下交联度为5%的PAM树脂具有较高的CO2吸附量,达143.1 mg/g吸附剂,CO2吸附量随胺基数量增加而增大,且PAM树脂具有良好的循环使用稳定性。