β-环糊精改性磁性壳聚糖微球对亚甲基蓝吸附性能研究

以壳聚糖、四氧化三铁(Fe_3O_4)和β-环糊精为原料,三聚磷酸钠和环氧氯丙烷为交联剂,采用离子交联法制备β-环糊精改性磁性壳聚糖微球,考察了改性微球对亚甲基蓝的吸附性能及吸附机理。结果表明:改性微球对亚甲基蓝的吸附量随着pH值的升高而增加,随着温度的升高而降低;亚甲基蓝在改性微球上的吸附等温线可用Langmuir方程模拟,吸附动力学符合拟二级动力学方程。在吸附温度为20℃,吸附时间为100min,pH值为8时,改性微球对亚甲基蓝吸附量和脱色率分别达到123.70mg/g和98.96%。用0.01mol/L硝酸(HNO_3)溶液对吸附饱和的改性微球进行解吸,经过3次重复试验后,对亚甲基蓝的吸附量和脱色率是首次的93.69%,再生效果较好,可重复使用。     

金属-有机骨架复合材料Cu-1,3,5-苯三甲酸/氧化石墨烯对亚甲基蓝的吸附性能研究

利用金属-有机骨架复合材料Cu-1,3,5-苯三甲酸/氧化石墨烯(Cu-BTC/GO)作为吸附剂,研究了其对水相中亚甲基蓝的吸附行为。通过扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、红外光谱、热重分析及比表面积分析等手段对该复合材料的结构进行表征。探讨了温度、pH和亚甲基蓝初浓度等因素对Cu-BTC/GO吸附性能的影响。结果表明:在pH=7、30℃的条件下,125mg/L Cu-BTC/GO对10mg/L亚甲基蓝有优异的吸附能力;Cu-BTC/GO对亚甲基蓝的吸附动力学数据符合准二级动力学方程,吸附模型符合Langmuir等温吸附方程;通过Langmuir模型计算可知,该复合材料对亚甲基蓝的最大吸附量可达480.77mg/g。     

海藻酸钠/碳纳米管复合凝胶球的制备及其吸附性能

提出一种安全简单污水处理的方法,以物理共混的方法利用海藻酸钠分散未经任何处理的原始多壁碳纳米管,得到均匀分散的海藻酸钠/碳纳米管(SA/MWNTs)水溶液,以CaCl2作为凝固浴,制备SA-Ca和SA/MWNTs-Ca复合凝胶球,利用凝胶球对甲基橙(MO)溶液进行吸附脱色研究。试验结果表明:海藻酸钠凝胶球对甲基橙去除率较低,随着碳纳米管含量的增加,当MWNTs增加到2.5g/L,SA/MWNTs-Ca凝胶球的吸附性能提高了3倍;并且随着凝胶球量的增加,去除率迅速增加,当凝胶球质量浓度从1～50g/L时,去除率有显著提高,增加近10倍;溶液pH值对吸附性能的研究还表明,溶液的pH值对SA/MWNTs-Ca凝胶球的吸附性能有较大的影响,pH值较低时有利于SA/MWNTs-Ca凝胶球对MO的吸附。     

氧化石墨烯/ZnO的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

采用化学沉淀法合成氧化石墨烯(GO)/ZnO复合材料,并通过多种测试技术对其结构和形貌进行表征。研究反应温度、吸附剂加入量、初始溶液浓度和pH值对亚甲基蓝吸附量的影响。采用准一级动力学、准二级动力学、Elovich和颗粒内扩散四种动力学模型对吸附过程进行描述。结果表明,GO/ZnO吸附亚甲基蓝的速度较快,其吸附过程为吸热反应,较好地符合准二级动力学方程。     

水热法合成TiO2/Fe3+光催化剂及其氧化降解亚甲基蓝

以硫酸钛为钛源,采用水热法合成了TiO2/Fe3+光催化剂,利用XRD对产物晶体结构进行表征,研究在紫外光(365nm)照射下用合成的TiO2/Fe3+粉末催化降解亚甲基蓝的效果,分析了亚甲基蓝初始浓度、TiO2/Fe3+用量、掺Fe3+量、光照时间和溶液初始pH值等因素的影响;考察了溶液初始pH值对TiO2/Fe3+粉末的吸附性能和光催化活性的影响。结果表明:合成的TiO2/Fe3+晶体为锐钛矿型(A-TiO2)。在4mg/L的亚甲基蓝溶液(pH=8)中,加入掺Fe3+量0.8%(摩尔分数)合成的TiO2/Fe3+粉末使其用量为0.6g/L,室温下紫外光照反应6h,亚甲基蓝的降解率达到98.2%。在上述优化条件下,当溶液的pH<6时,催化剂对亚甲基蓝的吸附量和光催化效率均较低,且二者随pH升高而显著增加;当pH≥6时,对亚甲基蓝的吸附作用较大,因此较明显地提高了光催化活性。     

三维立体介孔结构的海藻酸钠/氧化石墨烯复合气凝胶的制备及其对亚甲基蓝的吸附

为了有效去除废水中的染料,本论文以海藻酸钠（SA）和氧化石墨烯（GO）为原料,采用一步水热法制备海藻酸钠/氧化石墨烯（SA/GO）复合水凝胶,并通过冷冻干燥法得SA/GO复合气凝胶。利用FT-IR、XRD、SEM、TEM、N₂等温吸附-脱附、接触角来表征SA/GO复合气凝胶并研究其吸附性能。结果表明,SA/GO复合气凝胶是具有三维立体结构的多孔材料,BET比表面积约为580.54 m²·g^-1。讨论了SA/GO复合气凝胶对亚甲基蓝（MB）溶液吸附过程的影响因素,在碱性条件下,吸附效果最好,吸附率可达99.41%,吸附量可达248.53 mg·g^-1,并表现出优异的循环再生性。     

氧化石墨烯/聚乙烯醇复合水凝胶的制备及吸附性能研究

通过冷冻-解冻法制备氧化石墨烯(GO)/聚乙烯醇(PVA)(GO/PVA)复合水凝胶。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对复合水凝胶的结构进行了表征,并研究pH值、GO浓度对亚甲基蓝染料吸附性能的影响。结果表明:GO与聚合物网络间存在较强的氢键相互作用;复合水凝胶在中性条件中对亚甲基蓝的吸附效果最佳,且最快达到吸附平衡;增加水凝胶中GO浓度,可显著提高对染料的吸附能力,缩短达到吸附平衡的时间。     

海藻酸钠/多壁碳纳米管复合水凝胶球的制备及对次甲基蓝的吸附研究

以海藻酸钠(SA)、多壁碳纳米管(MWNTs)为主要原料,通过溶胶-凝胶法制备复合水凝胶球,研究了微球对次甲基蓝(MB)溶液的吸附脱色效果。结果表明:当海藻酸钠溶液的加入量为2%、多壁碳纳米管的含量为0.15%时,120h后微球对次甲基蓝的吸附率可达83.46%。     

埃洛石纳米管热敏复合微球的制备及吸附性能

通过种子乳液聚合法在埃洛石纳米管(HNTs)表面包覆聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM),制备了HNTs/PNIPAM热敏复合微球。利用红外光谱仪(FT-IR)、粒度仪、比表面积测试仪(BET)对复合微球的结构和形貌进行了分析,通过分光光度法研究了复合微球对亚甲基蓝的吸附性能。结果表明,复合微球粒径约为1.8μm,比表面积约为18.2m2/g;其体积相转变温度约为33.6℃,具有热敏性。实验条件下,复合微球对溶液中亚甲基蓝(MB)的吸附率为99.4%,吸附MB后的复合微球在室温下再生60min后,MB解吸附趋于平衡,进一步在40℃进行解吸附时,微球中MB可以进一步释放。     

海藻酸钠/聚乙二醇改性微球的研究

通过海藻酸钠/聚乙二醇(SA/PEG)改性微球实验,研究了改性微球的最佳浓度配比、溶胀性能、凝胶化速率、干燥速率、含水率、载药量及体外释药性能。结果表明:海藻酸钠(SA)浓度为3%,氯化钙浓度为4%时,微球成球效果最佳。SA浓度、氯化钙溶液浓度、PEG浓度、投药量的不同影响微球的载药量;在模型药物盐酸四环素的用量固定在0.2000g的条件下,采用实验(SA 3.0%;PEG 0.0%,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%;氯化钙4%),通过测得的含水率、载药率和释放率,综合分析选择最合适浓度:SA 3%,氯化钙4%。随着PEG浓度的增加,微球的含水率降低;溶胀速率加快;并且微球能在pH=7.4的PBS磷酸缓冲液中溶胀。     

SA/PU共混水凝胶微球的制备及性能研究

得到性能良好的SA/PU共混微球以用于药物缓控释;方法:利用预聚-扩链-中和-分散法合成阴离子型PU水溶液;将SA水溶液与PU水溶液按质量比为1∶1,1∶2,1∶3,1∶4,1∶5混合,用滴制法制备共混微球;测定了微球的凝胶化、圆整性及溶胀性能.结果表明:用TDI与PEG-6000和PEG-4000反应才能制备出PU水溶液,而只有水溶液才能和海藻酸钠水溶液混合完全得到理想的共混溶液;SA/PU共混微球28h后凝胶化完全,SA微球48h后可凝胶化完全.PEG-6000合成的PU与海藻酸钠共混得到的微球圆整性要好于PEG-4000合成的PU与海藻酸钠共混得到的微球.且随着复合微球中PU的含量增大,微球的圆整性变好;SA/PU复合微球在蒸馏水(pH7)和盐酸(pH1)中均不溶胀,在磷酸缓冲溶液(pH6.86)中快速溶胀,在4～5h后开始崩解.结论:SA/PU复合微球在胃液中保持原状,在肠液中溶胀,可作为药物的缓释载体.     

具有核壳结构的氧化石墨烯/聚醚砜微球的制备及其毒素吸附性能

氧化石墨烯(GO)是一种很具应用潜力的石墨烯纳米材料,由于具备超大的比表面积和表面带电的特性,在对水污染物吸附方面具有优异的性能。然而,氧化石墨烯良好的水中分散性以及纳米尺寸特性,使其在应用过程中难以控制和回收。文中针对此问题,采用聚醚砜对氧化石墨烯进行包覆,通过液-液相分离方法制备出具有核壳结构的氧化石墨烯-聚醚砜复合微球。选用阳离子染料亚甲基蓝(MB)作为被吸附物来考察微球的吸附量、吸附动力学以及吸附热力学。研究发现,该复合微球对MB的最大吸附量高达363.21mg/g,并且可通过提高壳层的亲水性来增大微球的吸附速率。     

不同氧化程度氧化石墨烯/聚乙烯醇气凝胶对亚甲基蓝的吸附

氧化石墨烯(GO)对水中染料有着优异的吸附性能,但其氧化程度对复合材料吸附性能和机制的影响还未被充分研究。采用Hummer法,制备3种不同氧化程度的氧化石墨烯,与聚乙烯醇(PVA)复合得到三种GO/PVA气凝胶。利用红外光谱(FTIR)、元素分析(EA)和热重分析(TG)分析了3种GO的氧化程度;以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物,通过静态吸附实验考察了GO氧化程度对GO/PVA气凝胶在不同溶液pH、吸附时间、初始浓度下对MB吸附性能的影响。通过吸附动力学模型、吸附等温线模型和吸附热力学模型探究了GO氧化程度对GO/PVA气凝胶吸附机制的影响。研究结果表明:GO/PVA气凝胶对MB的吸附行为受pH影响较小;提高GO的氧化程度可以明显提升GO/PVA气凝胶的吸附容量和吸附速度,GO氧化程度的提高增加了气凝胶上的吸附位点,有利于吸附。此外,GO氧化程度对GO/PVA气凝胶的吸附机制无明显影响。      

聚(丙烯酸-co-N-乙烯基吡咯烷酮)水凝胶的前端聚合法制备及染料吸附

在水溶液中用前端聚合法制备了聚(丙烯酸-co-N-乙烯基吡咯烷酮)水凝胶,研究了单体配比对前端聚合参数、水凝胶的溶胀性能和热稳定性的影响,检测了水凝胶对水体中有机染料的吸附性能。结果表明,共聚凝胶的吸水性能明显优于均聚物(聚丙烯酸(PAC)),当丙烯酸(AC)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)的摩尔比为5:5时,水凝胶饱和溶胀比最大,达到577 g/g,约为PAC的3倍。与吸附酸性品红和亚甲基蓝相比,水凝胶吸附碱性品红的能力更强,当n(AC)∶n(NVP)=7∶3时吸附量最大,为539 mg/g;共聚水凝胶具有p H敏感性,溶液p H升高有利于对亚甲基蓝的吸附。差示扫描量热分析表明,相对于溶液聚合,前端聚合法制备的产物单体排布序列更均匀。     

山竹壳基生物质活性炭的制备及其吸附性能研究

采用山竹壳为原料制得山竹壳基生物质活性炭。确定了较佳的制备条件:在尿素酸溶液∶碳=1∶1(质量比)的浸渍比下,浸渍时间15h,活化温度750℃,活化时间60min,制得的山竹壳基生物质活性炭比表面积为545.68m2/g。在亚甲基蓝溶液pH=4.5、初始浓度为25mg/L,山竹壳基生物质活性炭用量为0.06g条件下,山竹壳基生物质活性炭对亚甲基蓝的吸附量达到68.75mg/g。     

氧化石墨烯/海藻酸钠复合膜对Pb(Ⅱ)的吸附性能和机制

海藻酸钠（SA）基的过滤膜是处理含Pb（Ⅱ）废水的理想膜分离材料,将氧化石墨烯（GO）和尿素添加进SA中,以CaCl₂溶液交联,制备出GO/SA复合膜,并考察了其对水溶液中Pb（Ⅱ）的吸附性能。通过静态吸附实验,探讨了Pb（Ⅱ）初始浓度、GO质量分数、初始pH值和吸附时间、吸附-解吸次数等对GO/SA复合膜吸附Pb（Ⅱ）效果的影响;对吸附过程进行了吸附动力学和吸附热力学分析,利用FTIR-ATR、XPS等对GO/SA复合膜吸附Pb（Ⅱ）的机制进行了解析。结果表明,GO/SA复合膜对Pb（Ⅱ）的吸附量与Pb（Ⅱ）初始浓度正相关,在pH=5时吸附效果最优,GO质量分数为0.3wt%时为最优配比;吸附过程符合伪二级动力学模型;热力学等温吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,温度为318 K时,Langmuir模型拟合得到的GO/SA复合膜吸附量达到320.51 mg·g-1。GO/SA复合膜对Pb（Ⅱ）的吸附机制主要为物理吸附。      

PAM/AMPS/GO纳米复合水凝胶的制备及染料吸附性能研究

通过原位溶液聚合法制备聚丙烯酰胺/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸/氧化石墨烯(PAM/AMPS/GO)纳米复合水凝胶。采用X射线衍射和红外谱图对复合水凝胶的结构进行了表征,并研究pH对水凝胶的染料吸附性能的影响。结果表明:GO与聚合物基体间存在较强的相互作用,能够均匀的分散在基体中。另外,复合水凝胶在中性溶液中对亚甲基蓝染料的吸附效果最佳,且最快达到吸附平衡。     

基于埃洛石的水凝胶的制备及其吸附阳离子染料性能研究

以埃洛石、丙烯酸、丙烯酰胺和聚乙烯醇为原料,合成了半互穿的水凝胶复合材料,并用红外和扫描电镜对产物进行了表征.研究了埃洛石的含量对复合材料吸附亚甲基蓝性能的影响,并用正交实验方法研究了材料的粒径、溶液的pH值和离子强度等因素对吸附亚甲基蓝性能的影响,还分析了吸附过程的热力学和动力学.结果表明,时吸附效果影响大小的顺序为pH值＞粒径＞离子强度;吸附数值对朗格缪尔吸附等温线拟合得非常好,在20℃时对亚甲基蓝的最大吸附量是1767mg/g.     

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。     

成孔增强型载磷温敏微球对水中U(VI)的去除性能与机制

为了解决海藻酸钠微球溶胀性差、吸附剂和被吸附物间的传质阻力大和干燥后吸附位点少的问题,采用自由基聚合和离子交联法制备了一种热响应互穿聚合物网络水凝胶微球,并对其进行“造孔+磷酸基团功能化”改性(简称P/PF@TR-IPN)。通过单因素试验研究了铀初始浓度、ZnO的含量、投加量、pH值、温度、干扰离子和吸附时间等对U(VI)吸附的影响,探究了其再生性能。在U(VI)初始浓度为10 mg·L^-1,pH值为4,P/PF@TR-IPN的投加量为0.4 g·L^-1,温度为25℃的条件下,6 h内P/PF@TR-IPN对U(VI)的去除率为94.8%,比造孔微球(PF@TR-IPN)和空白微球(TR-IPN)分别提高了18.5%和30.03%。随着温度从20℃增加到50℃,温敏微球P/PF@TR-IPN的溶胀率从6.98%降至5.14%。P/PF@TR-IPN的BET比表面积比TR-IPN增大了28.5倍。当p H值为4,温度为30℃和20℃时,P/PF@TR-IPN对U(VI)的最大吸附量分别为76.99 mg·g^-1和85.62...