两性细菌纤维素对持久性污染物的吸附机理研究

以细菌纤维素为原料,分别以烯丙基胺和丙烯酸为单体,以硝酸铈铵为引发剂制备新型、高效的两性吸附材料——烯丙基胺-丙烯酸-细菌纤维素(al-AABC)。通过静态吸附实验,考察了其对持久性污染物Cu2+、Pb2+、Cd2+和Cr(Ⅵ)的吸附等温线和吸附动力学特性,并探讨了吸附作用机理。结果表明,al-AABC对Cu2+、Pb2+、Cd2+和Cr(Ⅵ)吸附更好地符合Langmuir-Freundlich吸附等温方程和准二级反应动力学模型,说明BC经接枝共聚改性后表面具有一定的多相性,以化学吸附作用为主,对金属离子的吸附速率大小顺序为Cd2+Cr(Ⅵ)Pb2+Cu2+。粒子内扩散拟合曲线均不经过原点,证明粒子内扩散并不是唯一速率控制步骤。     

聚乙烯亚胺-羧甲基纤维素的合成及对金属离子的吸附性能

以羧甲基纤维素(CMC)为基质,用戊二醛(GA)做交联剂,将聚乙烯亚胺(PEI)交联到羧甲基纤维素上制得聚乙烯亚胺-羧甲基纤维素吸附剂(PEI-CMC)。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、X射线光电子能谱对PEI-CMC的结构进行了表征,测定了其对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附性能,并研究了pH值、时间、金属离子的初始浓度对吸附的影响。结果表明,当CMC、PEI和GA的反应比为1 g∶5 mL∶20 mL,反应温度为25℃,反应时间为3 h时,合成的PEI-CMC的含氮量为13.23%。当CMC和PEI的反应比为1 g∶5 mL时,随着戊二醛(质量分数2.5%)的加入量增加,PEI-CMC的产率先增大后降低。在pH值1~14的范围内,溶液酸碱度的变化对PEI-CMC的交联度没有影响。PEI-CMC吸附剂对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附量在实验范围内随pH升高而增加。PEI-CMC对Pb2+和Cu2+、Cd2+的吸附在90 min和180 min后分别达到平衡,吸附动力学符合准二级反应动力学模型。随着Cu2+、Pb2+和Cd2+初始浓度的增加,PEI-CMC对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附量开始时快速增加,而后达到饱和,吸附等温数据符合Freundlich模型,最大吸附容量分别为Cu2+250.0mg/g、Pb2+635.9 mg/g、Cd2+142.8 mg/g。     

羧甲基纤维素-石墨烯复合气凝胶的制备及吸附研究EI北大核心CSCD

在氧化石墨的基础上添加适量廉价的羧甲基纤维素,以一步水热反应成功制备羧甲基纤维素/石墨烯复合气凝胶(CMC/GA),并对CMC/GA进行官能团结构、微观形貌等表征分析。以水中亚甲基蓝(MB)为吸附对象,研究CMC/GA对水中MB的吸附能力和吸附机制。结果表明:温度越高,MB溶液的初始浓度越大,对吸附越有利;吸附等温线符合Langmuir模型,吸附体系的活化能为57.951 kJ·mol-1,表明CMC/GA对MB的吸附为单分子层吸附且属于化学吸附。MB的吸附动力学符合准二级动力学模型;内扩散模型表明,CMC/GA对不同浓度MB的吸附过程均分为大孔扩散和微孔扩散两个阶段且大孔扩散速率明显大于微孔扩散。     

多官能团化棉花秸秆吸附剂的制备及其Cu2+、Ni2+的吸附研究

利用经酒石酸和三氯氧磷酯化改性的棉花秸秆吸附废水中的Cu2+和Ni 2+,研究了不同吸附条件(如:温度、pH值、吸附剂用量、吸附时间)对吸附效果的影响。改性棉花秸秆对Cu2+、Ni 2+的吸附受pH影响较大,受温度影响较小,在优化的吸附条件下,改性棉花秸秆对Cu2+、Ni 2+的吸附容量分别达9.78、1.65mg/g。棉花秸秆对Cu2+、Ni 2+的吸附过程均遵循拟二级反应动力学方程。     

改性黄原胶/膨润土复合树脂对Cu2+的吸附热力学与动力学研究

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酸(AA)为单体,利用水溶液聚合法制备了改性黄原胶/膨润土复合树脂。研究了复合树脂对Cu2+的静态吸附行为,并分析了其吸附热力学和动力学特征。采用红外光谱仪(FT-IR)和X射线衍射仪(XRD)对复合树脂及吸附产物结构进行了表征。结果表明:在303K、313K和323K温度下,复合树脂对Cu2+吸附等温线同时符合Langmuir和Freundlich等温方程,吸附是一个自发的吸热过程,吸附行为可以用二级吸附动力学模型来描述,吸附后复合树脂的结晶能力下降。     

沙柳基活性炭对2,4-二氯苯酚的吸附研究

以沙柳碎屑为原料,NH_4H_2PO_4为活化剂,采用活化热解一步进行的方法制备沙柳基活性炭(SPAC),研究了SPAC对水溶液中2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的静态吸附行为及其作用机理,考察了pH值、温度、初始浓度及时间等因素对吸附的影响。结果表明:NH_4H_2PO_4对沙柳有很好的活化效果,改性后吸附量提高了3.5倍,吸附过程遵循Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型;粒子内扩散和Boyd动力学方程分析表明整个吸附过程的速率控制步骤为膜扩散,不同初始浓度的有效扩散系数的数量级均大于10-6cm2/s。     

8-羟基喹啉改性DK110树脂的合成及其对Cu~(2+)的吸附性能

以大孔丙烯酸系弱酸树脂DK110为大分子骨架,通过与5-氯甲基-8-羟基喹啉的接枝反应,合成了带8-羟基喹啉螯合功能基的改性树脂HQDK110。探讨了HQDK110树脂对Cu2+在不同温度、不同pH值、不同浓度等条件下的静态吸附性能、动态吸附性能及脱附性能。结果表明,HQDK110树脂对Cu2+具有良好的吸附作用,实验条件下,25℃时HQDK110树脂对Cu2+的吸附量达2.278 mmol/g。HQDK110树脂对Cu2+的动力学吸附很好地符合了拟二级动力学模型,吸附过程符合Langmuir吸附等温式。树脂对Cu2+的去除率在较宽的浓度范围内达到98%以上,吸附Cu2+后的树脂在0.1 mol/L的盐酸溶液中的脱附率达96.88%。树脂有良好的重复使用性能。     

磁性交联壳聚糖微球的制备及对Cu~(2+)的吸附性能

以Fe3O4为磁核,环氧氯丙烷为交联剂,制备了磁性交联壳聚糖微球(MCB),采用FT-IR和VSM对MCB进行表征,结果表明,Fe3O4被壳聚糖包埋,制备的MCB的饱和磁化强度为12.8emu/g。其交联度、溶胀度和含水量分别为85.2%、6.94%和80.1%。同时研究了MCB对Cu2+的吸附性能,研究表明:MCB对Cu2+的吸附的最佳pH值为5,MCB对Cu2+的吸附符合Langmuir方程,为单分子层吸附,最大吸附容量为64.6mg/g;动力学研究表明,MCB对Cu2+的吸附过程符合准二级动力学方程。MCB再生-重复使用8次,其吸附容量没有明显的降低。     

酚醛树脂骨架的8-羟基喹啉螯合树脂吸附性能的研究

以1,4-二氯甲氧基丁烷为氯甲基化试剂,对酚醛树脂进行氯甲基化,得到氯甲基化酚醛树脂,再与8-羟基喹啉通过Friedel-Crafts反应制得以酚醛树脂为骨架的8-羟基喹啉螯合树脂。探讨了螯合树脂对不同金属离子的吸附量及吸附选择性;用静态吸附法研究了螯合树脂对Cu2+、Pb2+的吸附符合Freundlich模型;对Cu2+、Pb2+的吸附动力学进行了研究,符合Boyd液膜扩散方程,线性相关性较好。在动态条件下,Cu2+、Pb2+分别在第22个床体积、17个床体积出现穿透;用5mol/L的硝酸进行洗脱,在3个床体积的洗脱率均达到96%以上,说明该树脂具有良好的洗脱性能。     

酸性条件下D311树脂对Cu(Ⅱ)的吸附机制

为探究D311树脂在酸性条件下对重金属Cu(Ⅱ)的去除性能,通过吸附动力学模型(准一级动力学模型、准二级动力学模型、Elovich模型和颗粒内扩散模型)、吸附等温模型(Langmuir,Freundlich,Temkin,Redlich-Peterson和Koble-Corrigan)、吸附热力学模型和位点能量分布理论分析了D311树脂吸附Cu(Ⅱ)的机理。研究结果表明,D311树脂对Cu(Ⅱ)的吸附在6 h内基本达到平衡,该吸附过程更为符合Elovich模型和Freundlich模型。在318 K时的最大Cu(Ⅱ)吸附量为74.98 mg/g,且热力学参数显示该吸附过程为吸热反应。从位点能量分布角度考察,在固定吸附能的条件下,位点分布函数大小顺序为318 K308 K298 K,也揭示了D311树脂吸附Cu(Ⅱ)为吸热过程。基于X射线光电子能谱和红外光谱数据分析,D311树脂对Cu(Ⅱ)的吸附机制主要是化学沉淀和内层络合作用。     

分子桥连构筑氧化石墨烯膜及其吸附性能研究

基于一种分子桥策略制备了稳定的氧化石墨烯(GO)膜，通过分子中的胺基与GO片交联形成短链分子桥，以抵抗膜的膨胀倾向；再添加壳聚糖形成界面长链分子桥，将GO片粘附到多孔基材上，以增强膜的机械强度。运用一级动力学、二级动力学和颗粒内扩散模型考察了所制备GO膜对水中Cu²⁺的吸附能力。结果表明，GO膜对Cu²⁺的吸附过程符合二级动力学模型，在15min左右达到吸附速率平衡；颗粒内扩散是吸附过程的一部分，但不是控制吸附速率的唯一步骤。该研究为稳定GO膜的制备和在水环境领域的应用提供了一种通用、可扩展的新方法。     

磁性活性炭的制备及其氨氮吸附机理

以不锈钢企业盐酸酸洗废水为活化剂,柚子皮为原料,采用简单一步法制备铁基磁性活性炭,考察不同条件下该碳材料的氨氮吸附性能。扫描电镜和N_2-吸脱附表征结果显示:700℃焙烧所得活性炭具有较大的比表面积(758.6m~2/g)和良好的氨氮吸附性能,并具有一定磁性易通过磁性辅助技术分离。采用准一级动力学方程、准二级动力学方程和颗粒内扩散方程对磁性活性炭吸附氨氮进行拟合,吸附动力学较符合准二级动力学方程。吸附等温方程符合Freundlich等温模式,氨氮在磁性活性炭表面的吸附为吸热过程,以物理吸附为主,同时伴随NH_4~+与磁性活性炭表面Fe~(3+)之间的离子交换。     

马铃薯淀粉黄原酸酯基高吸水树脂对重金属离子吸附特性的研究

探索了马铃薯淀粉黄原酸酯基高吸水树脂对Ni 2+、Co2+、Zn2+和Cu2+的二元混合溶液的平衡吸附,并对吸附机理进行了初步研究。结果表明:树脂在二元混合溶液中对Cu2+具有较好的选择性吸附能力。当树脂投放量为0.1g、金属离子初始浓度为100mg/L时,马铃薯淀粉黄原酸酯基高吸水树脂对Cu2+的吸附容量可达78.27mg/g。该高吸水树脂对重金属离子的静态吸附过程符合准二级动力学方程,且与高吸水树脂表面的物理吸附有关。     

水滑石除磷的吸附动力学研究

采用共沉淀法制备了Mg/Al水滑石,研究了不同Mg/Al物质的量比、材料用量、不同pH条件下Mg/Al水滑石吸附除磷的动力学特征,从而对吸附速率的控制过程进行分析。结果表明水滑石对磷的吸附能较好地符合准二级动力学方程、Elovich动力学方程和内扩散模型。n(Mg)/n(Al)=3是水滑石最理想配比,水滑石投加量越大,外扩散过程越慢;一定范围内pH的升高能促进水滑石对磷吸附速率和吸附容量的提升。     

复配壳聚糖树脂对Cu2+的等温吸附及吸附动力学研究

以活性炭和壳聚糖为复配原料合成复配壳聚糖树脂,对树脂的结构进行扫描电镜和红外表征,并研究了复配壳聚糖树脂对Cu2+的等温吸附动力学特性。结果表明复配改性后的壳聚糖具有多孔结构,比表面积增大;交联反应发生在壳聚糖分子中的氨基和羟基上;复配壳聚糖树脂对Cu2+的吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型;其吸附动力学过程符合Lagergren二级动力学方程,吸附过程容易进行。     

Z壳聚糖交联印迹材料对稀土中Cu(Ⅱ)的选择吸附性能

以羧甲基壳聚糖(CMC)为原料,Cu(Ⅱ)为模板离子,环氧氯丙烷(ECH)为交联剂,制得交联印迹材料Cu-ECMC。研究了该材料对模板离子的结合性能与识别选择性。探讨了溶液的pH值、吸附时间等因素对该材料吸附性能的影响。结果表明,材料Cu-ECMC对Cu(Ⅱ)可产生吸附作用,最大吸附量达到44.3mg·g~(-1);pH=3.0时,相对于La(Ⅲ),对Cu(Ⅱ)的选择性系数可达到15.57。印迹材料对铜离子的吸附符合准二级动力学模型。     

壳聚糖/聚氨酯树脂的制备及对Cu2+吸附研究

以壳聚糖和聚氨酯预聚体为原料制备了壳聚糖/聚氨酯树脂(CTS/PU),考察了其对铜离子吸附性能。结果表明,CTS/PU树脂表面较粗糙;随预聚体用量增大,树脂吸附量先增加后降低。CTS/PU比例为1∶1时,树脂对Cu2+吸附量可达到优;pH值为6时,树脂对Cu2+吸附量最大。动力学研究表明,树脂对Cu2+吸附过程符合准二次动力学模型。     

细菌纤维素吸附Cu^2＋的研究

研究了由葡糖杆菌产生的细菌纤维素对Cu2 的吸附.考察了溶液pH值、吸附时间、吸附剂的投加量以及金属离子的初始质量浓度对Cu2 吸附效果的影响,并进一步探讨了细菌纤维素对Cu2 的吸附动力学模拟和吸附等温线模拟.结果表明,吸附动力学可用拟二级速度方程来描述,该材料对Cu2 的吸附平衡符合Langmuir等温吸附方程.     

改性纳米SiO_2/PVA复合纤维的制备及重金属离子吸附性能

通过静电纺丝技术制备酰肟化功能改性的纳米SiO_2/聚乙烯醇(SiO_2/PVA)复合纤维膜。采用SEM、FTIR、DSC和TGA进行表征分析;考察了在水溶液中随pH值和接触时间的变化纤维膜对金属离子吸附效果的影响。研究表明,在pH=6的条件下,纳米纤维对金属离子的吸附最佳,对Cu2+、Ni 2+金属离子的最大吸附量分别为143.7mg/g和125.1mg/g,平衡吸附时间为240min。在纤维膜吸附的前50min内,SiO_2/PVA纤维膜对Cu2+和Ni 2+金属离子的吸附量为126.8mg/g和109.8mg/g,吸附率分别为90.18%和89.92%。通过吸附等温线和吸附方程考察SiO_2/PVA纤维对Cu2+和Ni 2+金属离子的吸附行为。结果显示,复合纤维对两种金属离子的吸附满足拟二级动力学方程,热力学分析表明,吸附过程符合Langmuir单层吸附。使用酸处理纤维膜进行再生吸附试验,发现循环4次试验后,吸附效率达到53%,结果说明复合纤维膜可作为可再生金属离子吸附材料。     

氨基功能化大尺寸SiO2大孔材料的制备及其吸附性能

以具有三维骨架结构的环氧树脂大孔聚合物为整体型模板,利用硅酸酯原位水解和高温烧结制备出大尺寸SiO2大孔材料。在溶剂热条件下,用3-氨丙基三乙氧基硅烷对SiO2大孔材料进行表面修饰,得到氨基功能化SiO2大孔材料(H2N-SiO2)。用SEM和FT-IR对制备的大孔材料进行了表征。以Cu2+和Pb2+为模拟污染物,研究了H2N-SiO2的吸附性能。结果表明,室温下,在pH值为6.5时能有效吸附Cu2+和Pb2+;吸附为放热自发过程;吸附过程符合准二级动力学方程;吸附等温线用Freundlich方程拟合的结果优于Langmuir方程,H2N-SiO2对Cu2+和Pb2+的理论最大吸附量分别为76.0和143mg/g;H2N-SiO2对50mg/L水溶液中Pb2+的去除率可达99.4%,重复使用3次后对Pb2+的去除率保持在87.8%。