木质纤维素基纳米复合材料对Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附研究

以原位插层共聚法制备木质纤维素-g-丙烯酸/丙烯酰胺/蒙脱土(LNC-g-AA/AM/MMT)纳米复合材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对其结构进行表征。研究在金属离子初始浓度、吸附时间、吸附温度、pH值等不同吸附条件下,LNC-g-AA/AM/MMT纳米复合材料对Pb2+、Cd2+吸附性能的影响。结果表明,当Pb2+、Cd2+初始浓度分别为0.04和0.06mol/L,吸附时间分别为120和60min,吸附温度分别为40和30℃,pH值为5.5时,LNC-g-AA/AM/MMT纳米复合材料对Pb2+、Cd2+的吸附量分别高达504.2和246.9 mg/g。整个吸附过程均符合Langmuir吸附等温线模型和伪二级动力学模型,且是个自发放热的反应过程。同时对最佳条件下吸附饱和的LNC-g-AA/AM/MMT纳米复合材料进行解吸研究,脱附率分别为93.4%和92.9%。     

玉米芯接枝共聚物对Cu(Ⅱ)的吸附性能研究

采用NaHSO3/H2O2氧化还原引发体系,以甲基丙烯酸、丙烯酰胺为混合单体,合成了玉米芯接枝共聚物。研究了玉米芯接枝共聚物对Cu(Ⅱ)的吸附性能,详细考察了溶液初始酸度、时间、金属离子初始浓度、温度以及吸附剂的碱化处理对吸附性能的影响,结果表明:在pH低于4时,酸度对吸附性能影响显著;吸附速率快,在20min左右就能达吸附平衡;Cu(Ⅱ)初始浓度的增加及温度的升高有利于吸附的进行;碱化处理可使吸附量提高数倍。此外,吸附热力学的研究表明,该吸附过程是吸热过程。     

纤维素接枝共聚物对Cu2+和Ni2+吸附性能的研究

以己内酯为单体,在绿色溶剂离子液体中对纤维素进行接枝改性。研究了改性纤维素对金属离子Cu2+、Ni 2+的吸附性能,考察了金属溶液初始质量浓度和温度对吸附效果的影响,对比了改性纤维素对Cu2+和Ni 2+的吸附效果,同时对Cu2+的吸附热力学进行了研究。结果表明,在温度为298K,时间为2h时,改性纤维素对Cu2+、Ni 2+的吸附量分别为133mg/g、40.4mg/g;Cu2+初始质量浓度的增加及温度的降低有利于吸附的进行;改性纤维素对Cu2+的静态等温吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温式,吸附过程是放热过程。     

羧甲基纤维素与丙烯酰胺接枝共聚及共聚物的性能

研究了羧甲基纤维素-丙烯酰胺接枝共聚反应。优化反应条件为:单体浓度20%,引发剂用量300m g/L,初始温度40℃,初始pH值8。通过红外光谱分析、热分析、X射线衍射分析对接枝共聚物结构进行了验证,并对接枝共聚物特性黏数和大分子回旋半径进行了研究。实验得出接枝共聚物回旋半径随聚丙烯酰胺回旋半径与羧甲基纤维素回旋半径变化的关系式,同时证明接枝共聚物在特性黏数、抗温及抗盐性质方面均优于羧甲基纤维素和聚丙烯酰胺。     

丙烯酸表面修饰聚丙烯滤芯棉的制备和吸附性能

采用紫外光接枝法,以丙烯酸（AA）为功能单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂,在聚丙烯（PP）滤芯棉表面进行交联接枝共聚,制备出交联接枝率为220%的丙烯酸表面修饰PP棉。用红外光谱对交联接枝共聚物的结构进行了表征。其最佳工艺条件为引发剂二苯甲酮（BP）用量为0.50 g/100gAA,MBA用量为5.0 g/100 gAA,AA与PP质量比为5:1,光照时间为25 min。采用平衡吸附法研究了丙烯酸表面修饰PP棉对重金属Cd^-（2+）的吸附性能。结果表明,当Cd²⁺初始质量浓度低于50 mg·L^-1时,丙烯酸修饰PP棉对Cd^2-的吸附率可达到95%以上。在研究的浓度范围内,丙烯酸修饰PP棉对Cd²⁺的吸附不符合Langmuir和Freundlich模型。     

聚酯纳米纤维改性膜的制备及对Cu(Ⅱ)的吸附

采用低温等离子体处理技术将丙烯酰胺(AM)接枝到聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)静电纺丝膜上,实现了对PET纳米纤维膜的表面改性。用电子扫描显微镜(SEM)观察了纤维的形貌,红外(FT-IR)分析了纤维膜改性前后表面性质,通过铜离子吸附试验考察了纤维改性膜对Cu2+的吸附效果。结果表明:成功的将PET纳米纤维膜表面接枝上了AM,且该膜吸附水溶液中的Cu2+效果显著,适用于水中Cu2+的去除。     

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。     

新型重金属吸附树脂的微波合成及性能研究

采用微波辐射促进化学反应技术,引用氧化还原引发体系,在纤维素上接枝丙烯酸/丙烯酰胺来合成具有特定功能的吸附树脂,研究了树脂合成因素对Cu2+吸附性能的影响.对树脂结构进行了FTIR测试,并对其吸附铜离子后形成的络合物进行了XPS性能测试.研究表明:在最佳的合成工艺条件下,树脂对Cu2+的吸附率为99.2%,吸附容量为49.6 mg/g;用8%NH3.H2O作为淋洗液对树脂洗脱再生,洗脱率在85%以上;当吸附树脂重复使用7次时,对重金属离子的吸附率仍可保持在90%以上;XPS测试证明吸附树脂与重金属离子配位络合基团为伯胺基氮和羧基氧.     

剑麻纤维素纳米晶须/POSS杂化材料的制备及热性能

通过硫酸水解法制备剑麻纤维素纳米晶须(SCNW),通过KH550直接水解缩合法制备八氨基低聚倍半硅氧烷(POSS-NH2),并以环氧氯丙烷作为交联剂制备POSS接枝剑麻纤维素纳米晶须的杂化材料。采用红外光谱仪、扫描探针显微镜、热重分析仪对其表面形貌和热性能进行了表征。测试结果表明POSS成功地接枝到SCNW的表面,并且SCNW接枝POSS后,其热性能有了较大的提高,初始失重温度从145℃提高到256℃,共提高了111℃,700℃时的残炭率也高达40%。     

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。     

离子液体辅助纳米纤维素吸附剂的制备及其吸附性能

以脱脂棉纤维素(Cellulose,Ce)为原料,以丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体,使用酸性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([Bmim]HSO₄)为溶剂和水解催化剂对纤维素进行水解和改性,然后对改性纤维素进行高压均质处理制备出纳米纤维素吸附剂(AA/AM-g-NC)。对AA/AM-g-NC的结构和性能进行表征,并以亚甲基蓝为吸附质研究了对AA/AM-g-NC的吸附性能。结果表明,离子液体辅助高压均质处理脱脂棉后得到纤丝交联网状结构的AA/AM-g-NC吸附剂。这种吸附剂的晶型保持了纤维素Ⅰ型结构,结晶度略有提高;AA/AM-g-NC吸附剂表面接有丙烯酸和丙烯酰胺官能团,对亚甲基蓝的吸附受pH值的影响且为自发放热过程,并符合Langmuir吸附等温式;吸附过程接近准二级动力学方程,由颗粒的内扩散和表面扩散共同控制。     

钛酸纳米晶须的制备及其对Th(Ⅳ)的吸附性能研究

以纳米金红石型TiO2为钛源,采用水热法制备钛酸纳米晶须,用XRD、FT-IR、SEM及TEM对钛酸纳米晶须的形貌及结构进行表征。结果表明在180℃水热条件下成功合成出钛酸纳米晶须。采用静态批式法研究了接触时间、pH值、离子强度、Th(Ⅳ)初始浓度、温度对Th(Ⅳ)在钛酸纳米晶须上的吸附影响。结果表明,pH值对Th(Ⅳ)在钛酸纳米晶须上的吸附有显著影响,而离子强度对吸附的影响相对较弱;吸附过程符合准二级动力学方程;吸附等温线符合Langmuir和Freundlich等温模型;通过热力学数据ΔG0、ΔH0 和ΔS0 分析发现,Th(Ⅳ)在钛酸纳米晶须上的吸附是一个吸热且自发的过程,升高温度有利于Th(Ⅳ)在钛酸纳米晶须上的吸附。Th(Ⅳ)在钛酸纳米晶须上的吸附主要以化学吸附或表面络合为主。     

多氨基改性蔗渣对水溶液中Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)吸附性能的研究

蔗渣经多氨基改性处理后,得到多氨基改性蔗渣吸附剂。考察了多氨基改性蔗渣吸附剂对模拟废水中Pb2+、Zn2+、Cd2+、Cu2+的吸附性能,主要包括吸附时间、溶液pH值和温度对吸附量的影响以及吸附等温式的研究。研究表明,在实验范围内,Pb2+的吸附平衡时间为12h,适宜吸附Pb2+的pH值范围在4～5,Pb2+的最大吸附量为34.96mg/g;Zn2+的吸附平衡时间为20h,适宜吸附Zn2+的pH值在6.2左右,Zn2+的最大吸附容量为2.24mg/g;Cd2+的吸附平衡时间为20h,适宜吸附Cd2+的pH值在5.0左右,Cd2+的最大吸附容量为10.40mg/g;Cu2+的吸附平衡时间为20h;适宜吸附Cu2+的pH值在5.0左右;Cu2+在不同温度下的最大吸附容量为2.60mg/g。多氨基改性蔗渣对Pb2+、Zn2+、Cd2+、Cu2+的吸附均可用Freundlich方程和Langmuir方程描述。     

纤维素基分子印迹吸附剂的制备及性能研究

以纤维素为原料,对其进行接枝共聚、磺甲基化改性,随后,以改性纤维素为载体,苦参碱为模板分子,戊二醛为交联剂,制备纤维素基苦参碱分子印迹吸附材料。利用FT-IR、SEM和GPC对印迹吸附材料进行了表征,探讨聚合物制备过程中各因素的影响。结果表明,所得的纤维素接枝共聚物的分子量及分子量分布表明该聚合反应是活性可控的。红外分析显示,通过磺甲基化改性,纤维素丙烯酰胺接枝共聚物(Cell-g-PAM)上的酰胺基特征峰减弱,出现了磺酸基特征峰。表面印迹改性后,纤维素基分子印迹吸附剂(MIP-SPAM)表面呈多孔状态,有利于吸附,印迹后吸附材料对400mg/L的苦参碱的在2h时间内吸附容量可达73.064mg/g,吸附速度及吸附容量明显高于非印迹纤维素改性材料。     

纳米二氧化硅辐射接枝制备离子交换吸附材料及其吸附性能

利用偶联剂对纳米二氧化硅进行表面化学改性,制备了乙烯基活化的纳米二氧化硅。运用γ射线引发共辐射接枝的方法在改性纳米二氧化硅上接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)单体,得到SiO2-g-GMA接枝共聚物,然后在共聚物表面进行氨化反应得到吸附材料。研究了单体浓度、吸收剂量等因素对GMA接枝率的影响规律,明确了反应条件与接枝率的对应关系。采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)表征接枝物的结构,研究了pH值、GMA接枝率、最大试样体积等影响因子对吸附的影响。     

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。     

均相体系中改性纤维素的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能研究

为了开发低成本、环境友好的吸附材料用于吸附、分离水中的染料离子,在均相体系中,以纤维素为基材、过硫酸钾为引发剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为接枝单体,制备了纤维素接枝共聚物Cell-g-PGMA,并通过FT-IR、XRD和TGA对接枝共聚物进行了表征。系统研究了接枝时间、温度、单体用量和引发剂用量对接枝率的影响。同时在不同吸附时间、温度、吸附剂用量和初始浓度下考察了Cell-g-PGMA对亚甲基蓝(MB)离子的吸附性能。研究表明,该吸附剂对MB表现出优异的吸附性能,理论最大吸附量为271.39mg/g,吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线。     

弱酸型酚醛树脂对重金属离子的吸附

研究了以苯酚、氯乙酸及甲醛等为原料合成的弱酸型酚醛树脂对重金属离子Ni2+,Cu2+,Zn2+,Pb2+的吸附性能,考察了吸附时间、吸附温度、溶液浓度及pH值对该树脂吸附性能的影响。结果表明,在温度为25℃、pH值为4.5的条件下,该树脂对Ni2+,Cu2+,Zn2+,Pb2+的吸附容量可达到2.4×10-3mol/g,去除率均可达到97.5%以上。吸附了重金属离子的树脂可用5%的盐酸再生并回收重金属离子。     

锰矿尾渣对Cu2+和Ni2+的吸附性能研究

研究了锰矿尾渣对重金属离子Cu2 和Ni2 的吸附性能,分析了锰矿尾渣的吸附动力学,就吸附时间、Cu2 和Ni2 浓度及pH值等因素对锰矿尾渣吸附性能的影响作了系统考察,并对锰矿尾渣的吸附机理进行了初步探讨.结果表明,在温度为25°℃、pH值为7.5的条件下,锰矿尾渣对Cu2 和Ni2 的吸附容量可达到1.6 mg/g以上,去除率均可达到97.5%以上,适宜于处理含低浓度Cu2 或Ni2 的废水.锰矿尾渣的吸附机理为离子交换吸附和表面配位吸附.     

蒙脱土/海藻酸钠接枝丙烯酸高吸水性复合物的制备及吸附性能研究

以过硫酸胺(APS)为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用插层聚合法制备了蒙脱土/海藻酸钠接枝丙烯酸(MMT/SA-g-PAA)高吸水性复合物。通过红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)对MMT/SA-g-PAA的结构和性能进行了表征。研究了MMT/SA-g-PAA对重金属离子的吸附性能,结果表明室温下MMT/SA-g-PAA对Pb2+、Cu2+、Ni 2+的最大吸附量分别为968.9、231.0及236.0mg/g,其中对Pb2+和Cu2+的吸附符合Langmuir吸附模型,而对Ni 2+的吸附符合Freundlich吸附模型。