季铵化聚乙烯醇-钛酸四丁酯杂化膜对罗丹明B的吸附性能

以季铵化聚乙烯醇(QPVA)与钛酸四丁酯(TBT)为原料通过溶胶-凝胶法制备了有机-无机杂化膜,进而考察了其对罗丹明B(RB)的吸附性能。结果表明,当吸附时间90min、pH值4、RB的初始浓度110mg/L、温度40℃、TBT的质量分数为5%,该膜对RB的吸附量最大(32.92mg/g)。利用吸附动力学和热力学模型对该膜吸附RB的过程进行模拟,结果表明:RB在该杂化膜上的吸附等温线符合Langmuir方程,吸附动力学可以用拟二级动力学模型描述。ΔG、ΔH和ΔS的计算结果表明:该杂化膜对RB的吸附是自发的吸热过程。     

有机/无机杂化膜的制备及其吸附脱除水溶液中的Cr(Ⅵ)

以正硅酸乙酯(TEOS)为无机前驱体,季铵化聚乙烯醇(QPVA)为有机基质,采用溶胶-凝胶法制备QPVA/TEOS有机/无机杂化膜,并将其作为吸附材料用于脱除水溶液中的Cr(Ⅵ)离子。结果表明,具有较好吸附效果的膜为TEOS质量分数为15%的有机/无机杂化膜。在Cr(Ⅵ)离子初始浓度为90mg/L的条件下,复合膜的最优吸附工作条件为吸附时间为100min,pH=3。此时计算得到的最佳吸附容量为20mg/g。动力学研究表明,实验数据符合拟二级吸附动力学模型,等温吸附遵循Freundlich曲线。热力学数据表明,该吸附反应为吸热的自发过程。     

吸附温度对MgAl金属氧化物微观结构和吸附Cr(VI)性能的影响

研究了MgAl水滑石(LDH)焙烧产物(LDO)对Cr(VI)的吸附性能。考察了吸附温度对LDO吸附性能的影响, 研究了吸附过程的热力学和动力学行为。结合XRD和FT-IR表征, 阐明其吸附机理。结果表明, CrO₄^2–已成功插入水滑石层间, 适当提高吸附温度有利于LDO恢复LDH晶相。在20~60℃范围内, 随吸附温度升高, LDO对Cr(VI)吸附量增大, 50~60℃时, Cr(VI)吸附量为91 mg/g。Cr(VI)的吸附平衡数据符合Langmuir模型方程, ΔG_o为负值说明吸附过程为自发过程, ΔS_o和ΔH_o为正值表明吸附为熵增的吸热过程。吸附动力学符合伪二级动力学模型, LDO 的吸附活化能为20.04 kJ/mol, 表现为扩散控制的活性化学吸附过程。     

C@K2Ti6O13分级纳米材料对Cr(VI)的吸附去除

Cr(VI)具有非常大的生物毒性, 去除溶液中的Cr(VI)是当前的一个研究热点。本研究制备了C@K₂Ti₆O₁₃分级纳米材料, 并用不同表征手段对材料的物相和结构等进行表征, 进一步探究了初始pH、吸附时间、离子强度等对C@K₂Ti₆O₁₃复合纳米结构吸附Cr(VI)的影响。实验结果表明C@K₂Ti₆O₁₃复合纳米结构对Cr(VI)有较强的吸附能力, 1 h内去除率能够达到50%以上, 其吸附动力学符合准二级动力学模型, 吸附热力学符合Langmuir等温吸附模型, 表明这种分级纳米材料在环境治理方面应用潜力巨大。     

高粱秸秆生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附热力学与动力学研究

利用Langmuir和Freundlich等温方程、准一级及准二级动力学方程对实验数据进行拟合分析,研究了高粱秸秆生物炭(SSB)对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附热力学与动力学行为。结果表明:SSB对Cr(Ⅵ)的等温吸附规律可用Langmuir吸附等温方程描述,吸附过程较好的符合准一级动力学方程。吸附过程的ΔG00、ΔH00,且仅为13.874kJ/mol,ΔS00,说明SSB对Cr(Ⅵ)的吸附是以物理吸附为主的自发吸热过程。     

炭化米糠经臭氧活化制备活性炭及其去除Cr(Ⅵ)离子（英文）

以臭氧为活化剂,炭化的米糠为原料制备出活性炭。采用氮吸附、SEM-EDAX和FT-IR对样品进行表征。活性炭的比表面积由活化前的20 m2/g增加到380 m2/g。在臭氧活化过程中,吸附在炭材料上的二氧化硅变疏松,从而导致碳逸出。臭氧同时以氧分子和原子形式存在于炭表面。氧原子,作为强氧化剂,将炭表面氧化成酸性官能团如羧基、酮基和酚基。采用该活性炭吸附Cr(VI)离子,Cr(VI)离子的最大去除率(94%)的条件为:p H值2.0、浓度100 mg/L、吸附量0.2 g,时间2.5 h及转速300 r/min。采用吸附平衡和动力学模型探讨吸附机理,结果表明,吸附等温线符合Freundlich方程,吸附速率符合准二级动力学方程。吸附是自发的放热反应,可能与Na OH脱落而恢复Cr和碳有关。     

甘蔗叶活性炭对碱性嫩黄的吸附热力学和动力学研究

研究了甘蔗叶活性炭对碱性嫩黄(AO)的吸附行为,分析了其吸附热力学性质和动力学特性,初步探讨了吸附机理。结果表明,在50~310 mg/L浓度范围内,甘蔗叶活性炭对AO的吸附行为符合Langmuir等温方程,在303~323K温度范围内,甘蔗叶活性炭吸附AO的自由能ΔG0,吸附焓变ΔH0、吸附熵变ΔS0,表明吸附是一个自发的、吸热的熵增过程;吸附过程符合准二级动力学方程(R20.998),以化学吸附为主,同时受膜扩散和颗粒内扩散过程控制,膜扩散为吸附过程的主控步骤。     

硫脲/海藻酸钠对Cr(VI)的吸附和光催化还原协同去除机制

光催化是一种高效去除溶液中的Cr(VI)的方法。相较于吸附法,其可以在短时间内将Cr(VI)还原Cr(III)。对海藻酸钠(SA)进行化学改性,以戊二醛为交联剂,将硫脲接枝到SA上制备硫脲/海藻酸钠凝胶球(GTSA),探究在光照条件下其对溶液中的Cr(VI)的吸附和还原机制。相较于SA,GTSA对不同波长光的吸收能力大幅增加,吸附和还原Cr(VI)的能力增加,在紫外汞灯的照射下,pH=1时,Cr(VI)的去除率达99%,还原率达79%。通过FTIR、SEM、UV-DRS和XPS对GTSA吸附还原Cr(VI)的过程进行机制分析,结果表明Cr(VI)的去除过程是静电吸附与光催化还原的协同作用。     

制备方法对氧化石墨烯氧化程度及对Th(IV)、U(VI)吸附的影响

采用Hummers方法、优化Hummers方法及改进Hummers方法合成氧化石墨烯, 并通过FT-IR、TGA、XRD、XPS、SEM以及元素分析等手段对制备产物进行了表征。结果表明, 利用优化Hummers方法制备得到的氧化石墨烯具有较高的氧化程度。三种产物对Th(IV)、U(VI)的等温吸附实验结果表明, 采用优化Hummers方法制备的氧化石墨烯对Th(IV)的最大吸附量为192.3 mg/g, 相比于Hummers方法制备产物的吸附能力提高了38.5%; 对U(VI)的最大吸附量为156.2 mg/g, 吸附能力提高了28.1%, 三种样品对Th(IV)、U(VI)的吸附都更加符合Langmuir等温吸附模型。此外, 考察了优化Hummers方法制备的氧化石墨烯吸附Th(IV)、U(VI)的动力学和热力学参数, 证实氧化石墨烯吸附Th(IV)、U(VI)符合准二级动力学方程, 是自发吸热行为。     

海藻酸钙-二氧化硅杂化材料的制备及对Cu(Ⅱ)吸附性能

利用海藻酸钠(SA)、正硅酸四乙酯(TEOS)为原料,通过反应制备海藻酸钙/二氧化硅(CA/SiO_2)杂化材料,利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)对材料的结构以及表面、断面进行表征,采用原子力发射光谱仪测试杂化材料作为吸附剂对Cu~(2+)吸附性能,并从吸附动力学和热力学角度分析吸附机理。结果表明,红外光谱证实杂化材料制备成功;扫描电子显微镜观察到杂化材料表面趋于平整,断面结构看到材料的内部孔洞较多。吸附实验结果表明,杂化材料对Cu~(2+)去除率较CA提升67.01%,最佳吸附条件为温度为55℃、pH处于中性条件;同时吸附过程符合拟一阶动力学模型及Freundlich等温吸附模型,Langmuir模型计算得到对Cu~(2+)最大吸附容量为129.6 mg/g,Freundlich常数01/n=0.46720.5,吸附过程容易进行;并且材料具备多离子同时吸附能力,重复使用5次仍有优异去除率。     

淀粉微球对Co~(2+)的吸附热力学和动力学研究

研究了淀粉微球(CSM)对Co2+的吸附行为,分析了其吸附热力学性质和动力学特性,初步探讨了吸附机理。结果表明,在研究的浓度范围内,CSM对Co2+吸附行为符合Langmuir和Freundlich等温方程,不同温度下,CSM吸附Co2+的吸附焓变ΔH、吸附自由能变ΔG、吸附熵变ΔS均为负值,表明吸附是一个自发的、放热的过程,降低温度有利于吸附;CSM主要通过物理吸附方式吸附Co2+,吸附同时受液膜扩散和颗粒内扩散过程控制,液膜扩散为吸附过程的主控步骤。     

胺基改性苯乙烯树脂对Cr(Ⅵ)的吸附行为分析

以苯乙烯基吸附树脂为基质并对其进行胺基化改性,分析改性后树脂对Cr(Ⅵ)的吸附行为,对改性树脂进行表征。表征测试结果表明:胺基化改性后树脂表面具有更丰富孔道,比表面积达到271.64 m~2/g,改性树脂N元素含量达3.45%,胺基化效果理想;吸附实验结果说明:胺基改性树脂吸附平衡时间为2 h,对Cr(Ⅵ)的静力学吸附行为符合单分子层表面吸附的Langmuir等温吸附模型、动力学吸附行为符合一级动力学、吸附过程为吸热过程、胺基改性后的苯乙烯树脂对重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附效果理想,树脂对Cr(Ⅵ)的吸附是树脂表面的羟基、胺基和双键共同作用的结果。改性树脂的吸附量为98.75mg/g,吸附率为93.24%,20次重复实验效果理想,相对标准偏差为0.024,树脂改性后吸附稳定性良好。实验结果表明胺基改性吸附树脂可用于水溶液中重金属离子Cr(Ⅵ)的富集净化并具有较好的重复利用性。     

QCS/SiO_2有机/无机杂化膜的制备及其溶胀动力学研究

以季铵化壳聚糖(QCS)为主体膜材料,二氧化硅(SiO2)为无机前躯体通过溶胶-凝胶法制备QCS/SiO2有机/无机杂化膜,通过傅利叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和热失重分析(TGA)对制备得到的膜的结构、形貌以及热稳定性进行表征。同时,对QCS/SiO2杂化膜的溶胀机理、SiO2含量对该杂化膜溶胀度、溶胀速率和溶胀动力学的影响等因素进行了考察。结果表明:无机物质SiO2的含量对膜的溶胀过程有显著影响,随着SiO2含量的增加,溶胀速率常数呈现先增大而后减小的趋势。而且,该系列杂化膜在pH=7的水溶液中吸水溶胀时,溶胀过程遵循Schott’s二级溶胀动力学模型。另外,无机物质的引入优化了杂化膜的吸水溶胀过程,当杂化膜中无机物质SiO2含量为15%时(质量分数),初始溶胀速率(KsW2∞)为769.23,吸水速度较快。     

三乙烯四胺基蔗渣纤维素对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

通过对蔗渣纤维素进行胺化改性,合成新型三乙烯四胺基蔗渣纤维素吸附剂,并对Cr(Ⅵ)废水进行处理。根据对三乙烯四胺基蔗渣纤维素的结构和形貌表征,发现引入三乙烯四胺可以提高蔗渣纤维素的比表面积,并形成适于吸附的多孔结构。利用热力学、动力学及脱附再生实验研究其对于Cr(Ⅵ)的吸附性能。结果表明,三乙烯四胺基蔗渣纤维素对Cr(Ⅵ)的吸附效果良好,其吸附过程符合Langmuir等温方程和准二级动力学方程。而且,该吸附剂热稳定性高,可重复使用。     

Fe-MCM-41/CA共混膜的制备及其吸附NOR性能研究

采用水热合成法制备Fe-MCM-41介孔分子筛。以Fe-MCM-41和醋酸纤维素(CA)为原料,采用浸没相转化法制备Fe-MCM-41/CA共混膜,用以吸附去除溶液中的诺氟沙星(NOR)。SEM、FTIR和机械性能表征证实了Fe-MCM-41成功共混入膜中,且膜的综合性能得到改善.考察pH、离子强度和温度对共混膜吸附NOR的影响,并探讨了吸附动力学和热力学.结果表明:中性条件有利于Fe-MCM-41/CA膜对NOR的吸附;Na~+和Ca~(2+)均能抑制吸附过程的进行,且Ca~(2+)抑制作用更为明显;NOR吸附过程符合准二级吸附动力学模型和Freundlich吸附等温方程;升高温度有利于Fe-MCM-41/CA膜对NOR的吸附.吸附过程存在静电,氢键,表面络合等作用力.吸附/脱附实验表明共混膜具有良好的再生性能.     

提取腐植酸后的天祝褐煤残渣对污水中Cr(VI)的吸附性能

天祝褐煤资源丰富,其提取腐植酸后的残渣对污水中的有害物质有一定的吸附能力。为此,制备了天祝褐煤提取腐植酸后的残渣,研究了其对污水中重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附性能。结果表明:在室温(20～25℃),pH值为5的条件下,褐煤残渣对Cr(VI)有较好的吸附性能,吸附平衡时间约为4h;吸附规律符合Freundlich吸附等温式,其相关系数R2为0.9686,特性常数n为2.0446,其吸附过程可用Ho准二级反应动力学模型描述。     

壳聚糖/明胶/Y2O3杂化膜的制备、表征和对磷吸附性的研究

用阴离子表面活性剂SDS对Y2O3表面进行改性,并采用溶液共混法制备壳聚糖/明胶/Y2O3杂化膜。采用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对杂化膜的表面形态和基团变化情况等进行表征,并对杂化膜的厚度、断裂强度、断裂伸长率等力学性能以及杂化膜对磷的吸附性能进行测试。结果表明:改性后的Y2O3在杂化膜中分散较均匀;杂化膜中,壳聚糖、明胶、Y2O3颗粒之间存在较强的氢键作用;加入适量的明胶和Y2O3,可以提高杂化膜的断裂强力和断裂伸长率;杂化膜对磷的平衡吸附量可以达到0.42mg/g。     

坡缕石/氧化铝复合材料对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附效应

为了去除工业废水中的Cr(Ⅵ),采用氧化铝对坡缕石进行改性,以制备的坡缕石/氧化铝复合材料为吸附剂吸附水中的Cr(Ⅵ),研究了影响吸附效果的主要因素(吸附剂用量、溶液初始pH值、吸附时间)及吸附过程的动力学特征,并探讨了吸附平衡。结果表明:氧化铝包覆在坡缕石黏土表面形成了结构蓬松的复合物,当其用量为2.0 g/L时,吸附pH值小于6.0的溶液中Cr(Ⅵ)的效果较好,吸附平衡时间为90 min,吸附过程能较好地符合准二级动力学模型,吸附平衡可由Langmuir等温吸附方程描述,饱和吸附量为44.64 mg/g。     

魔芋葡甘聚糖/聚氨基酸纳米纤维膜吸附Cr(Ⅲ)的机制

为了研究魔芋葡甘聚糖/聚氨基酸纳米纤维膜对Cr(Ⅲ)的吸附作用,以期获得一种具有良好吸附效果的吸附材料,采用静电纺丝的方法制备不同相对密度的魔芋葡甘聚糖/聚氨基酸纳米纤维膜,并通过流变仪、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱和差示扫描量热法表征纳米纤维膜的结构和性能,结合吸附实验和吸附热力学及吸附动力学研究其吸附行为。结果表明,魔芋葡甘聚糖/聚氨基酸纳米纤维膜呈无序多孔的纳米结构,数个纳米大小的纤维组成了典型的"多孔网络"的交联结构,网络骨架的孔隙率较高,纳米纤维膜中微纤丝粗细最均匀且结点较少,纳米纤维膜中魔芋葡甘聚糖和聚氨基酸之间存在明显的相互作用。当聚氨基酸添加量为40mL时(浓度为1.2%),Cr(Ⅲ)溶液的pH为6.0,吸附时间为5d,可达到254.2 mg/g的吸附最大量,吸附过程满足准二级动力学方程,吸附形式为Langmuir单层吸附,符合Langmuir等温吸附模型;通过NaOH解吸附后,循环5次之后仍然具有51%以上的效率。     

海藻酸钠/聚乙烯亚胺凝胶球的合成及对Cr(Ⅵ)的吸附性能和机制

海藻酸钠(SA)是一种生物质材料,具有来源广泛、价格低廉的特性,被众多科研人员用于实验室研究,制备成吸附剂去除水溶液中的金属离子。但目前制备的大多数SA基吸附材料是实心水凝胶状,具有比表面积较低、吸附速率慢、吸附容量小的缺点。本研究以SA为基体,向其中添加碳酸钙和聚乙烯亚胺(PEI),以戊二醛为交联剂,经冷冻干燥后制备出多孔的SA/PEI凝胶球,探究其对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附特性。通过改变实验条件,研究pH值、Cr(Ⅵ)初始浓度、吸附温度、吸附时间等对SA/PEI凝胶球吸附性能的影响;引入吸附动力学和热力学模型对吸附过程进行分析;采用FTIR、Zeta电位、SEM、XPS对SA/PEI凝胶球合成及吸附Cr(Ⅵ)机制进行综合分析。结果表明,SA/PEI凝胶球对Cr(Ⅵ)的去除率与初始浓度呈负相关;该吸附过程符合拟二级动力学和Langmuir等温吸附模型,且该吸附反应是自发的吸热过程,在温度为318.15 K、pH值为2时,Langmuir等温吸附拟合所得最大吸附量为262.83 mg/g。SA/PEI凝胶球对Cr(Ⅵ)的吸附机制主要为静电作用导致的物理吸附。