酸改性聚吡咯/凹凸棒复合材料对胭脂红染料的吸附

以盐酸(HCl)和对甲苯磺酸(TSA)改性聚吡咯(PPy)/凹凸棒(ATP)(PPy/ATP)复合材料,用其作为吸附剂去除溶液中的染料污染物胭脂红。通过傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜对复合材料进行了表征,并研究了混合酸的摩尔配合比对吸附效果的影响,同时对吸附动力学和吸附热力学进行了探讨。结果表明:当HCl和TSA摩尔配合比为2∶1时,吸附效果最佳,酸改性PPy/ATP复合材料对胭脂红吸附容量达到63.9mg/g。吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附热力学数据表明复合材料对胭脂红的吸附是一个吸热的自发过程。     

聚吡咯/凹凸棒石纳米复合材料对阳离子红吸附性能

以纳米凹凸棒石为核体,在其表面原位聚合包覆聚吡咯层,制备聚吡咯/凹凸棒石纳米复合材料,并将其用于对阳离子红X-GRL的吸附。结果表明,聚吡咯/凹凸棒石纳米复合材料对X-GRL的吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附热力学符合Langmuir等温吸附方程;最大吸附量为113.629mg.g-1,吸附焓变为18.66kJ.mol-1,吸附自由能变在-27.18～-35.14kJ.mol-1之间,吸附熵变约为151J.mol-1.K-1。吸附过程为吸热过程,聚吡咯/凹凸棒石纳米复合材料对X-GRL的吸附是物理和化学吸附并存的过程。     

混酸掺杂聚吡咯/凹凸棒石复合材料对甲基橙的吸附性能

采用原位聚合法合成了盐酸(HCl)与对甲苯磺酸(TSA)共掺杂的聚吡咯/凹凸棒石(PPy/ATP)复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对复合材料的结构进行表征,发现聚吡咯微球包覆在凹凸棒石的外面,形成了粗糙的表面,其红外谱图与聚吡咯的基本一致,只是强度略有变化。考察了吸附时间、吸附剂用量、pH值和溶液初始浓度对复合材料吸附甲基橙的影响,结果表明,在45℃,溶液初始浓度为35mg/L,pH值=7,反应时间为4h,0.02g的复合材料对甲基橙的吸附效果最好;吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温式,最大吸附量为143.07mg/g。     

AA/SiO2/CTS复合材料制备及其吸附铬离子研究

通过浸渍法分别用丙烯酸(AA)和纳米二氧化硅(SiO₂)改性壳聚糖(CTS),制备AA/SiO₂/CTS复合材料。通过红外光谱表征了复合材料的结构，并以复合材料为吸附剂吸附铬离子，研究了复合材料吸附铬离子的吸附性能。结果表明：当吸附剂用量为2.0g, pH为6左右，铬离子浓度为20mg/L,温度为25℃,吸附70min时，吸附效果最好，改性后的复合吸附剂AA/SiO₂/CTS的吸附率最高可达96%,明显高于未改性CTS的85%和AA/CTS的92%。吸附热力学和动力学研究表明，Freundlich等温模型和拟二级动力学模型更加符合吸附过程。     

Ni(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)在聚吡咯/凹凸棒粘土上的竞争吸附

以三氯化铁(FeCl3)为氧化剂,采用原位聚合法制备了聚吡咯/凹凸棒粘土(PPy/ATP)复合材料。通过傅里叶变换红外光谱、扫描电镜等方法对复合材料结构进行了分析表征,研究了其对水中重金属离子Ni(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附性能,考察了影响Ni(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)吸附率的主要因素、热力学性能,以及2种离子的吸附等温线类型。结果表明,m(py)∶m(ATP)=1∶1,复合材料质量为0.06 g,反应时间1h时复合材料吸附性能达到最佳,且对Cr(Ⅵ)的吸附性能明显优于Ni(Ⅱ)。该复合材料对于Ni(Ⅱ)的吸附符合Freundlich等温方程,而Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir等温方程。经过Langmuir等温方程非线性拟合可知,在双离子竞争体系中,对Cr(Ⅵ)的最大吸附容量可达139.41 mg/g。扫描电镜的结果为PPy/ATP复合材料依然具有棒状结构,凹凸棒表面附着的聚吡咯颗粒多而均匀。     

聚吡咯对Cr(Ⅵ)离子的吸附性能研究

目前有关纯聚吡咯(PPy)用于吸附处理含Cr(Ⅵ)废水的研究不多。为了考察聚吡咯对铬离子污水的吸附性能,在超声条件下原位氧化聚合制备了PPy微/纳米球。用红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和紫外-可见光谱仪分别表征了样品的结构、形貌和吸附性能。以聚吡咯为吸附剂研究了吸附时间、pH值、初始浓度及温度对Cr(Ⅵ)离子吸附性能的影响。结果表明:对于含Cr(Ⅵ)500 mg/L的溶液,吸附5 min的去除率已超过94.6%;pH值对PPy吸附性能影响不大;随着温度的升高,吸附率逐渐升高。其等温吸附行为较好地符合Freudlich吸附模型。PPy动力学吸附拟合满足准二级动力学模型,通过计算得到聚吡咯对Cr(Ⅵ)的理论最大单位吸附量为47.6 mg/g(试验值为49.7 mg/g)。     

聚乙烯吡咯烷酮掺杂聚吡咯对灿烂绿吸附性能的研究

采用原位聚合法制备了聚乙烯吡咯烷酮掺杂的聚吡咯,对聚吡咯的结构进行了表征。研究了聚吡咯作为吸附剂对灿烂绿的吸附性能,探讨了吸附剂用量、温度、时间及灿烂绿起始浓度对吸附效果的影响。在灿烂绿溶液50mL初始浓度为90mg/L,聚吡咯用量为0.10g,吸附时间为90min,温度为25℃条件下,聚吡咯对灿烂绿的吸附量为42.03mg/g。吸附动力学分析表明吸附过程为化学吸附,等温吸附规律符合Freundlich模型。聚吡咯对灿烂绿的吸附是自发过程。     

胶原纤维固化单宁对U6+的吸附特性研究

采用胶原纤维固化单宁(CFIT)作为吸附材料,系统研究了该吸附剂在模拟放射性废水中对U6+的吸附特性,离子溶液的pH值、吸附剂量、温度、时间和初始浓度等因素对U6+去除率的影响都进行了初步探讨,对吸附过程中的反应动力学、热力学参数以及等温吸附规律进行了分析。胶原纤维固化单宁对U6+有良好的吸附效果,当pH值在5.5左右,吸附时间为4h时,铀的去除率可达96.58%。通过吸附热的计算得出胶原纤维固化单宁在高温下的吸附可自发进行(ΔH=19.2942kJ/mol)。等温吸附研究表明,静态吸附动力学可以用准二级速度方程来描述,胶原纤维固化单宁对U6+的吸附行为符合Langmuir等温吸附方程,说明胶原纤维固化单宁对U6+的吸附是以单分子层吸附(化学吸附)为主,通过拟合得出最大吸附量为352.1127mg/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。     

聚吡咯@剑麻纸浆复合材料对甲基橙的吸附性能

基于剑麻纸浆与吡咯通过原位聚合方法制备聚吡咯@剑麻纸浆(PPy@ SP)复合材料,研究了剑麻纸浆对聚吡咯的分散效果和PPy@ SP复合材料在溶液中对偶氮类有机阴离子染料甲基橙(MO)的吸附效果。采用偏光显微镜和扫描电镜观察发现,剑麻纸浆可以有效地解决聚吡咯团聚问题。PPy@ SP复合材料对MO染料的吸附依赖于溶液的pH值,pH等于5时吸附效果较好。通过对实验数据进行分析拟合,PPy@ SP对MO染料的吸附过程较好地符合伪二级动力学模型和Langmuir等温模型,298 K的最大吸附容量达到了245.98 mg/g。     

铁锰铈-PA6基静电纺吸附剂的制备及其对水中铅和铬的吸附性能

将铁锰铈(Fe-Mn-Ce)负载于PA6静电纺丝上制备抗团聚性强、吸附效果好且易分离回收的新型吸附剂Fe-Mn-Ce-PA6。扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析均显示Fe-Mn-Ce颗粒已成功负载到PA6静电纺丝上。吸附实验研究结果表明,Fe-Mn-Ce含量为25%时制备的吸附剂对水中Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)具有良好的吸附效果,且其在Pb(Ⅱ)初始浓度为10mg/L,吸附剂投加量为0.2g/L,pH为6的条件下对Pb(Ⅱ)的去除率为98%;在Cr(Ⅵ)初始浓度为20mg/L,吸附剂投加量为0.2g/L,pH为6的条件下对Cr(Ⅵ)的去除率为98.5%。该吸附剂对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附等温模型均符合Freundlich模型,而吸附动力学行为分别符合准一级动力学模型和准二级动力学模型。循环再生实验表明,该吸附剂经五次循环后对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)依然可以保持良好的去除率。     

改性凹凸棒土吸附剂去除水中的Cr(VI)

以凹凸棒土为载体,合成了乙二胺(EDA)改性凹凸棒土(ATP)吸附剂EDA/ATP复合材料。采用FTIR、TGA对吸附剂进行表征,同时将其应用于对水中Cr(VI)的吸附,研究了溶液初始浓度、吸附时间、溶液pH、Cl?与PO₄3?阴离子浓度对吸附的影响。FTIR和TGA结果表明乙二胺已成功接枝到凹凸棒土表面。吸附实验表明,25℃时EDA/ATP复合材料对Cr(VI)的最大吸附容量为153.78 mg·g?1,吸附在800~900 min内达到平衡,吸附符合Freundlich吸附等温模型和拟二级动力学模型;在初始溶液pH为2~10条件下,随着pH的增加,吸附量先增加再降低,pH为3时,吸附量最大;Cl?对吸附影响较小,PO₄3?对吸附的影响较大,当PO₄3?浓度达到20 mmol·L?1时,Cr(VI)最大吸附量下降了83 mg·g?1;实验表明EDA/ATP可作为一种潜在处理水中Cr(VI)的吸附剂。      

硅烷偶联剂改性凹凸棒土的制备及其吸附Cr6+的性能研究

制备了KH-550改性凹凸棒土材料,研究其对Cr6+的吸附性能,并考察不同制备条件对改性凹凸棒土吸附Cr6+的影响。研究结果表明,用硅烷偶联剂KH-550改性剂用量为(酸改性凹凸棒土质量为6.0g)4.5mL、反应时间为2h、反应温度为40℃时,制备的改性凹凸棒土对Cr6+的吸附率最大,污水处理效果最佳。     

介孔分子筛MCM-41的制备及其对Cr6+的吸附

以鞍山铁尾矿为硅源,CTAB为模板剂,采用水热法合成出介孔分子筛MCM-41。采用XRD、BET、HRTEM对样品进行了表征。将该介孔分子筛MCM-41应用于水中Cr6+离子的吸附,研究了吸附时间、吸附剂用量、初始浓度对分子筛吸附性能的影响,并探讨了吸附过程的表观吸附动力学模型及吸附等温模型。结果表明,增加吸附时间、吸附剂用量、初始浓度有利于分子筛对Cr6+离子的吸附。Cr6+的吸附过程遵循二级表观吸附动力学模型;在吸附剂表面的吸附遵循Langmuir吸附等温线模型。     

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。     

巯基改性SBA-15的制备及其对Cr6+的吸附

环境中存在的重金属铬对人体健康有严重的危害, 本研究采用水热共缩聚法制备了一种对Cr ⁶⁺有较高吸附能力的介孔材料SBA-15-SH。经红外光谱证实, 通过使用改性硅源3-巯丙基三甲氧基硅烷, 对SBA-15成功实现了巯基改性。经扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察, 所制备的材料呈棒状, 具有均匀的孔道结构, 孔径约为7 nm。将制备材料用于重金属Cr ⁶⁺的吸附, 研究了吸附时间、环境温度、Cr ⁶⁺溶液pH和初始浓度以及吸附剂用量对吸附剂吸附性能的影响。研究表明: 该材料吸附Cr ⁶⁺的平衡吸附时间约10 min, 吸附过程符合Langmuir方程与伪二级动力学模型。当Cr ⁶⁺溶液pH为4.0、吸附温度在25~45 ℃时, 介孔材料SBA-15-SH对Cr ⁶⁺吸附量最大, 达到6.85 mg/g。将本方法用于自来水和工业废水中Cr ⁶⁺的吸附, 回收率介于95%~105%之间。     

香草醛改性壳聚糖对镉离子的吸附热力学和动力学

研究了微波辐射条件下香草醛改性壳聚糖(V-CTS)对Cd2+离子的吸附性能,测定了吸附等温线和吸附动力学曲线。结果表明,该吸附剂对Cd2+离子的吸附行为符合Freundlich吸附等温式,在298～318K温度范围内,焓变ΔH=24.22kJ/mol,表明吸附是吸热过程。吸附动力学符合Lagergren二级吸附速率方程,反应活化能为25.58kJ/moL,表明V-CTS对金属离子的吸附由化学反应控制,而非扩散控制。吸附剂解吸再生循环使用4次后,镉离子的吸附容量仅减少18.9%,该吸附剂具有较好地再生使用性。     

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。     

仿生FeS复合材料的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

纳米FeS比表面积大且还原性强,对Cr(Ⅵ)吸附性能优异,但不稳定、易团聚,为解决这一问题,本文以油菜花粉为生物模板,通过共沉淀-焙烧法制得仿生FeS复合材料(bioFeS)。通过SEM、XRD及XPS等方法对bioFeS复合材料的表面微观形态和结构进行了表征。以Cr(Ⅵ)为目标污染物,分别考察了吸附剂用量、反应时间、反应温度、初始Cr(Ⅵ)浓度和pH对bioFeS复合材料吸附Cr(Ⅵ)性能的影响,探究了反应机制。结果表明：油菜花粉生物模板成功分散了FeS,制得的bioFeS复合材料比表面积大,在反应时间为120 min、pH值为1、吸附剂投加量为0.2 g·L^-1、反应温度为25℃的条件下,bioFeS复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附量可达88.95 mg·g^-1;该吸附过程符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型;共存离子NO₃^-和SO₄^2-会抑制Cr(Ⅵ)的去除。结合吸附动力学、热力学及XPS表面元素分析可知bioFeS复合材料除铬机制主要是吸附及化...     

改性凹凸棒土吸附剂的制备及对水中Cr(Ⅵ)的吸附机理

通过γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷偶联剂将四乙烯五胺(TEPA)修饰在凹凸棒土(ATP)表面,制备TEPA改性ATP复合材料(TEPA-ATP)。通过FTIR、XRD、SEM、TGA、Zeta、XPS和元素分析等手段对复合材料进行表征分析,并系统研究复合材料对水体中Cr(Ⅵ)的吸附性能。结果表明,TEPA已经成功修饰在ATP表面,并对水体中Cr(Ⅵ)有很好的去除效果,其吸附等温线符合Langmuir模型,饱和吸附量为270.8 mg/g,吸附动力学符合拟二级动力学模型。TEPA-ATP对Cr(Ⅵ)的吸附能力随着pH值的升高而降低。Cl~-对TEPA-ATP吸附Cr(Ⅵ)几乎没有影响,而PO_4~(3-)会大幅降低TEPA-ATP对Cr(Ⅵ)的吸附能力。结合吸附实验结果和XPS表征分析可知,TEPA-ATP吸附剂主要是通过吸附和化学还原作用去除水体中的Cr(Ⅵ)。