聚乙烯亚胺交联法修饰磁性壳聚糖去除水中六价铬

利用一锅热溶剂法合成磁性壳聚糖纳米颗粒(MCTS),再用聚乙烯亚胺(PEI)修饰,成功合成了一种新型磁性生物吸附材料PEI-MCTS,并将其用于吸附去除Cr(VI),系统研究了溶液初始pH值、 PEI负载量、吸附剂用量、离子强度及吸附时间等对Cr(VI)吸附去除的影响.结果表明,酸性条件有利于Cr(VI)的吸附, PEI-MCTS吸附Cr(VI)符合Langmuir模型和准二级动力学模型,最大吸附量为193.57 mg/g. PEI-MCTS纳米复合材料稳定、重复使用性好,可用于Cr(VI)的吸附去除.     

木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料吸附水中Cd(Ⅱ)的研究

采用木质纤维素与蒙脱土经插层复合反应,成功的合成了一种新型吸附剂木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料(LNC/MMT),研究了其对水中Cd(Ⅱ)的吸附行为以及影响吸附效果的重要因素,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析方法对纳米复合材料的结构进行表征,通过动力学、热力学模型拟合探讨其吸附机理。结果表明,木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料对水中Cd(Ⅱ)具有很好的吸附效果,在Cd(Ⅱ)溶液初始浓度0.005 mol/L、p H值5.6、吸附温度55℃、吸附时间80 min时,吸附容量达到最大值118.45 mg/g。吸附动力学可以用准二级动力学方程描述;等温吸附模型符合Langmuir方程,木质纤维素/蒙脱土吸附Cd(Ⅱ)主要是单分子层化学吸附。     

木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料对Hg(Ⅱ)的吸附性能

以木质纤维素和蒙脱土为原材料,采用插层复合方式制备木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料(LNC/MMT)吸附剂,研究其对Hg(Ⅱ)离子的吸附和解吸性能。结果表明:该吸附剂对Hg(Ⅱ)有较好的吸附能力,在Hg(Ⅱ)溶液初始浓度为0.8mmol·L~(-1),吸附时间为120min,吸附温度为50℃,pH值为4时,吸附量达到最大79.32mg·g-1;在研究的浓度范围内,吸附过程符合伪二级动力学模型,吸附平衡符合Langmuir模型。采用0.3mol·L~(-1)的HNO3作为解吸剂,在解吸时间为30min、解吸温度为30℃时解吸量达到最大66mg·g-1。循环再生试验证明所制备吸附剂的重复使用性能良好。进一步结合SEM、EDX和FTIR分析了该吸附剂对Hg(Ⅱ)的吸附和解吸的机理。     

生物炭-锰氧化物复合材料吸附砷(Ⅲ)的性能研究

以生物炭为对照,采用吸附试验,考察了炭-锰复合材料和生物炭对砷(Ⅲ)的吸附性能,应用Langmuir、Freundlich方程和吸附动力学方程分析了其对砷(Ⅲ)的吸附特征,并结合不同时间、吸附剂加入量及p H条件下对砷的吸附效果来探讨其吸附性能。结果表明,生物炭与炭-锰复合材料对砷(Ⅲ)的吸附均较迅速,在30 min内对砷(Ⅲ)的吸附即可达到最大,且吸附过程较符合准二级动力学方程(R2>0.99)。利用粒子分散模型进行拟合,发现炭-锰复合材料和生物炭吸附过程符合多过程吸附模型,炭-锰复合材料对砷的吸附能力明显提高,最大吸附容量从11.41 mg·g-1(生物炭)增加到20.08 mg·g-1(炭-锰复合材料),其吸附机制可能是炭-锰复合材料中的锰氧化物增加了复合材料表面的吸附位点;p H在3~7的范围内对复合材料吸附砷的影响作用不大。实验结果表明,炭-锰复合材料是一种很有发展前景的功能吸附材料。     

改性秸秆-Fe3O4复合材料对染料废水中亚甲基蓝的去除研究

利用柠檬酸(CA)对秸秆(RS)进行改性制备改性秸秆(CA-RS),并通过化学沉淀法负载Fe_3O_4以制得柠檬酸改性秸秆-Fe_3O_4(CA-RS-Fe)复合材料,利用FTIR和XPS对CA-RS、CA-RS-Fe进行表征,研究在不同固液比、温度、溶液初始pH和浓度条件下,其对溶液中亚甲基蓝(MB)的吸附去除效果。结果表明:固液比为1.0 g·L~(-1)、pH在3.0～11.0范围内时,CA-RS对MB去除率达95%以上。拟二级动力学模型能较好地拟合CA-RS和CA-RS-Fe对MB的去除过程。Langmuir模型可以描述MB在CA-RS和CA-RS-Fe表面的吸附。FTIR和XPS分析表明CA-RS表面官能团中的羧基在MB吸附过程中发挥重要作用。CA-RS对MB的吸附机理包括静电作用、氢键和π-π作用。Fe_3O_4的引入减少了CA-RS表面羧基的数量,降低了其对MB的吸附能力,但能实现快速固液分离。研究表明,CA-RS可作为去除染料废水中MB的良好吸附剂,CA-RS负铁之后会降低对MB的吸附量,但有利于提升固液分离效果。     

柠檬酸改性桔皮对水中甲基蓝的吸附

【目的】探讨柠檬酸改性对桔皮生物吸附剂吸附污染物能力的影响,为桔皮的资源利用提供新途径,为污水净化吸附剂的筛选提供理论依据。【方法】以粗桔皮(OP)为吸附剂原材料,以柠檬酸为改性剂,通过酯化反应制备出了改性桔皮吸附剂——柠檬酸改性桔皮(COP)和碱处理柠檬酸改性桔皮(MOP),以染料甲基蓝(MB)为污染物,采用恒温振荡处理法,考察了吸附剂用量、MB质量浓度、体系pH、温度等因素对OP、COP和MOP吸附MB能力的影响,并对其吸附动力学和热力学进行了探讨。【结果】3种吸附剂对MB的吸附能力与体系pH有关,当pH为2~10时,MOP对MB的吸附能力变化不大,而OP和COP对MB的吸附能力,在pH>6以后才能达到吸附平衡。在相同温度条件下,3种吸附剂的最大吸附量依次表现为MOP>OP>COP;在30℃时,OP、COP和MOP的最大吸附量可达112.45,27.59和189.92 mg/g。3种吸附剂对MB的吸附均可在120 min后达到吸附平衡,吸附动力学过程符合二级反应动力学模型,吸附热力学过程符合Langmuir模型,桔皮吸附剂对MB的吸附为吸热的自发熵增过程。【结论】柠檬酸改性并经碱液浸泡后的桔皮,对MB有良好的吸附能力,是一种具有潜在利用价值的污水处理生物质吸附剂。     

蒙脱土-稻壳炭复合材料对Pb(Ⅱ)吸附特性研究

采用静态吸附实验,研究蒙脱土-稻壳炭复合材料对Pb~(2+)的吸附动力学和热力学特性,并考察吸附剂用量、共存离子及pH等因素对该复合材料吸附Pb~(2+)的影响。结果表明,复合材料对Pb~(2+)的吸附特性符合准二级动力学模型,等温吸附过程能较好地以Freundlich模型进行拟合,且是以物理吸附为主的自发的吸热反应。复合材料对Pb~(2+)的吸附量随吸附时间的延长先快速增加,后缓慢增加最终达到吸附平衡,且随着复合材料投加量的增加,Pb~(2+)的去除率增大。复合材料对水溶液中Pb~(2+)的吸附性能在pH为5时较好,吸附量达52.79 mg·g~(-1);不同浓度Ca~(2+)、Mg~(2+)均会对Pb~(2+)的吸附反应产生抑制作用,且Mg~(2+)的抑制作用更强。     

CoFe2O4-活性炭磁性纳米复合材料吸附去除罗丹明B染料

合成了CoFe2O4-AC(活性炭)磁性纳米复合物,并将其用于对罗丹明B(RhB)的吸附去除.对pH值的影响、吸附动力学、吸附等温线以及CoFe2O4-AC的重复利用进行了考察.结果表明,CoFe2O4-AC可有效吸附去除RhB,用Langmuir和Freundlich吸附模型进行拟合,得到最大吸附容量为58.51mg/g,CoFe2O4-AC对RhB的吸附过程符合准二级动力学模型;CoFe2O4-AC材料有很好的磁性,易于分离,可重复使用.     

介孔氧化硅SBA-15对铯的吸附性能研究

SBA-15是具有较大孔径和良好的热稳定性的多孔硅基分子筛,在吸附分离领域有着广阔的应用前景。合成了介孔硅基材料SBA-15,对其进行了TEM和FTIR表征,并进行了SBA-15对铯的吸附性能研究,探讨了不同的p H值,铀初始浓度,吸附材料用量,反应时间以及离子强度等条件对吸附性能的影响。结果表明,在p H=6,吸附时间120 min,铯初始浓度为40 mg/L时,SBA-15对铯的吸附容量达到26.31 mg/g。较高的p H值有利于铯的吸附,而离子强度对吸附明显有抑制作用。吸附等温线拟合结果符合Langmuir等温模型,拟一级动力学模型能较好地描述反应动力学。     

沸石-纳米零价铁的制备及其对溶液中Cu2+的吸附研究

采用液相还原法制备沸石-纳米零价铁复合材料,并通过添加不同质量的沸石得到不同铁与沸石比例的沸石-纳米零价铁复合材料(Z-nZVI),考查了不同比例复合材料对Cu~(2+)的吸附效果,确定最佳铁与沸石比例为1∶6,并对该比例材料、纳米零价铁与沸石进行了性状表征(包括:TEM、XRD及BET)。该比例复合材料对Cu~(2+)的吸附动力学实验结果表明,其吸附平衡时间约为1 h;动力学方程拟合结果表明,该材料的动力学过程更符合准二级动力学方程,且平衡吸附量达到515.46 mg·g~(-1)Fe0;对等温吸附实验数据进行Langmuir和Freundlich拟合结果表明,Langmuir方程更适用于描述沸石-纳米零价铁对Cu~(2+)的吸附。比较而言,沸石-纳米零价铁(1∶6)对于Cu~(2+)的吸附效果要优于纳米零价铁并远高于沸石。三因素三水平正交试验(溶液温度:25、35、45℃;pH:3、4、5;ZnZVI添加量:0.1、0.14、0.21 g·40 m L~(-1))结果表明,铁沸石比为1∶6的沸石-纳米零价铁对Cu~(2+)的最优吸附条件为:温度45℃,pH 3,Z-nZVI添加量0.21 g·40 m L~(-1)。上述结果表明沸石-纳米零价铁可应用于水体中Cu~(2+)的去除。     

聚苯胺-氧化石墨烯复合材料的制备及其对染料的吸附性能

[目的]研究复合材料对染料的吸附性能。[方法]以改进Hummer法制备氧化石墨烯,通过动态界面聚合工艺制备聚苯胺-氧化石墨烯复合材料,并对模拟环境中不同污染性染料进行吸附性能研究。[结果]聚苯胺-氧化石墨烯能显著提高染料的吸附容量和吸附效率,当聚苯胺-氧化石墨烯的用量为1.2 g/L,溶液pH为4,吸附时间为50 min时,对铬黑T的吸附率可达94.04%。相同条件下,复合后的材料吸附性能提高了15%。3种不同染料中,对甲基橙的吸附效果最好。[结论]聚苯胺-氧化石墨烯可用作污水中染料的吸附剂。     

Sr－Fe－壳聚糖磁性纳米微球对亚甲基蓝的吸附效果

[目的]研究Sr-Fe-壳聚糖磁性纳米微球对亚甲基蓝的吸附效果。[方法]以SrFe_(12)O_(19)为内核、壳聚糖为外壳,制备了Sr-Fe-壳聚糖磁性纳米微球,将其用于对亚甲基蓝的吸附,并探讨了吸附时间、染料初始浓度、吸附剂投量、pH、温度等对吸附效果的影响。[结果]Sr-Fe-壳聚糖磁性纳米微球吸附过程基本在30 min内完成,且吸附率均达到96.3%;磁球对MB的吸附有较好的pH和温度适应性,在中性偏碱范围内(pH 7~11),25~50℃时,吸附率均保持96.0%以上;染料初始浓度为10~30 mg/L时,磁球吸附率随初始浓度的增加有轻微下降,但仍保持在95.2%以上;在染料初始浓度为30 mg/L时,磁球最佳投量为1.00 g/L,吸附率为97.4%;Sr-Fe-壳聚糖磁性纳米微球对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir等温吸附方程,吸附过程符合准二级动力学方程特征。[结论]该研究为染料废水的吸附处理提供了一种新的材料与方法。     

超声波处理文冠果果壳制备的活性炭对亚甲基蓝溶液的吸附

采用超声波法对以氯化锌溶液活化文冠果果壳制备的活性炭进行处理,并对亚甲基蓝溶液的吸附进行了研究.探讨了时间、温度和pH对亚甲基蓝溶液吸附量的影响.结果表明,活性炭吸附亚甲基蓝行为符合朗缪尔等温线,它在温度分别为30,40和50℃时,活性炭对亚甲基蓝溶液最大单层吸附量分别达到235.041,279.985和287.307...     

石英砂-腐殖酸-Cupriavidus gilardii CR3复合体对铜离子的吸附特性及机理研究

[目的]研究pH、初始铜离子浓度和吸附时间对石英砂-腐殖酸-Cupriavidus gilardii CR3复合体吸附铜离子的影响。[方法]利用等温吸附模型和动力学模型拟合试验数据,通过测定复合体吸附铜离子前后的Zeta电位、扫描电子显微镜-能谱(SEM-EDS)和傅里叶红外光谱(FTIR),研究吸附剂对铜离子的吸附特性及机理。[结果]pH是影响吸附能力的主要因素,静电作用可使复合体表面负电荷增多,提高吸附量。在最适pH(5.0)下,复合体对铜离子的最大吸附量为13.08 mg/g。复合体对铜离子的吸附过程符合化学单分子吸附的Langmuir模型和二级动力学模型。[结论]该研究认为静电作用和单分子化学吸附是石英砂-腐殖酸-Cupriavidus gilardii CR3复合体吸附铜离子的主要机制。     

功能化枝状复合吸附材料的制备及吸附Cr(Ⅵ)的性能

  目的  针对介孔分子筛的化学改性合成枝状复合吸附材料，研究其吸附性能对重金属废水治理具有现实意义。  方法  以介孔材料SBA-15为硅源，通过化学修饰方法合成树枝状化合物的复合吸附材料SBA-15-G₃，并用巯基耦合剂巯基乙酸在 SBA-15-G₃上嫁接巯基，成功合成功能化吸附材料SBA-15-G₃-SH。通过场发射扫描电子显微镜、能量色散X-射线光谱、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、Zeta电位分析和氮气吸附-脱附等温线等方法对材料的结构和物理化学性质进行了表征。通过SBA-15-G₃-SH对水溶液中铬离子[Cr(Ⅵ)]的吸附，研究了pH、时间、初始铬离子浓度、温度等对吸附性能的影响。分析SBA-15-G₃-SH吸附剂的吸附等温线、动力学和热力学特性，采用Langmuir和Freundlich吸附等温线模型对数据进行分析。  结果  Langmuir吸附等温线模型较好地拟合了吸附过程，吸附动力学模型符合准二级动力学方程。  结论  吸附主要通过SBA-15-G₃-SH表面的—SH基团表面络合作用以及与重金属离子的静电吸引，导致形成稳定的化合物。热力学结果表明:吸附Cr(Ⅵ)是一个自发的放热过程。图10表3参21     

有机-无机复合膨润土吸附-催化处理水中染料金橙II的研究

[目的]研究有机-无机复合膨润土吸附-催化处理金橙II染料。[方法]利用羟基铁和表面活性剂同时改性膨润土,制得有机-无机复合膨润土。以阴离子染料金橙II为染料废水的代表,研究了时间、pH等因素对有机-无机复合膨润土吸附和催化过程的影响。[结果]有机-无机复合膨润土吸附剂对金橙II染料的吸附效果明显,最大吸附量为76.1 mg/g。吸附剂的吸附效果受吸附时间影响较为明显。当吸附时间在140 min左右时,去除率最高,可达96.22%。吸附过程符合准二级动力学方程。吸附效果也受到废水自身pH的影响。在不同pH条件下,去除率均能达到85.00%以上。当pH在4左右时,得到最大去除率97.57%。此外,有机-无机复合膨润土在有H2O2存在下,可以催化降解所吸附的污染物,有机物降解率达到87.13%,避免了二次污染,并可重复使用膨润土。当pH在4左右时,降解效果达到最佳,但降解时间较长。[结论]该研究为染料废水处理提供了新思路。     

壳聚糖/活性炭复合吸附剂的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能研究

[目的]研究壳聚糖/活性炭复合吸附剂的制备及其对染料亚甲基蓝的吸附性能。[方法]将粉末活性炭(PAC)与交联壳聚糖(C-CTS)复配,制成一种复合吸附剂用于吸附染料亚甲基蓝,并进行了吸附过程的动力学和等温线研究。[结果]制备复合吸附剂的最佳条件:壳聚糖/活性炭的复配比为1∶3,交联剂戊二醛(50%)的加入量是5 ml/g(壳聚糖),温度是70℃,交联时间是2 h;壳聚糖/活性炭复合吸附剂对亚甲基蓝的最佳吸附条件为:吸附温度为50℃,吸附剂的投入量为0.5 g/100 ml(20 mg/L亚甲基蓝溶液),吸附时间为2 h。此时,亚甲基蓝的去除率可达97%以上,以NaOH对吸附剂再生的效果良好。对该吸附过程的动力学研究表明,该吸附过程符合二级动力学方程;吸附等温线研究表明,该吸附过程符合Freundlich模型。[结论]该研究可为含亚甲基蓝染料废水的处理提供参考,具有一定的现实与理论意义。     

茶叶水提物和柚皮水提物对Cu^2＋的吸附动力学研究

[目的]研究茶叶水提物和柚皮水提物对Cu2的吸附动力学.[方法]以茶叶和柚皮的水提物为吸附剂,采用电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）法对重金属Cu的含量进行检测分析,考察了pH、吸附时间、吸附剂投加量等对水提物吸附Cu2＋的影响规律和动力学吸附特征.[结果]试验表明,茶叶水提物和柚皮水提物对Cu的最佳吸附pH为5,吸附平衡时间为6h,最大吸附量分别为156.55和131.35 mg/g.用化学动力学中的拟一级动力学模型和拟二级动力学模型对吸附动力学曲线进行拟合,发现2种水提物都较符合二级反应规律,相关系数分别为0.9905和0.995 6.用Langmuir型和Freundlich型等温吸附模型对吸附过程进行拟合,结果表明2种水提物都更符合Langmuir吸附模型,相关系数分别为0.882 7和0.934 2.[结论]研究可为重金属的吸附及检测提供一定的参考依据.     

生物炭/凹凸棒石复合材料对铅镉的吸附

为探讨生物炭/凹凸棒石复合材料对废水中重金属的吸附效果与作用机理,以水稻、小麦秸秆与凹凸棒石为原料,在缺氧条件下热解制备生物炭/凹凸棒石复合材料。通过批量吸附实验研究时间、浓度及pH等因素对复合材料吸附溶液中Cd²⁺和Pb²⁺的影响,利用SEM、BET、XRD、FTIR等方法对吸附前后的复合材料进行表征分析,从定性和定量的角度分析其作用机理,明确主导吸附机制。结果表明：准二级动力学和Langmuir等温模型更符合复合材料对Cd²⁺和Pb²⁺的吸附过程。与原始生物炭和凹凸棒石相比,水稻秸秆与凹凸棒石比例为5∶1时制备的复合材料RABC5-1和小麦秸秆与凹凸棒石比例为3∶1时制备的复合材料WABC3-1具有更好的吸附效果,对Cd²⁺的最大吸附量分别为132.97 mg·g^-1与132.39 mg·g^-1,对Pb²⁺的最大吸附量分别为222.60mg·g^-1与220.55 mg·g^-1。机理分析表明,复合材料对Cd²⁺和Pb²⁺的吸附机理主要包括沉淀作用、官能团络合作用、离子交换作用和阳离子-π作用。定量分析进一步证明,沉淀作用在RABC5-1、WABC3-1吸附Cd²⁺的过程中所占比例分别为84.6%、77.3%,在吸附Pb²⁺的过程中所占比例分别为82.0%、78.3%,是复合材料吸附重金属的主要机理,其次为阳离子交换作用,官能团络合作用和阳离子-π作用对吸附的整体贡献率较小。研究表明,复合材料RABC5-1与WABC3-1具有良好的吸附Cd²⁺和Pb²⁺的性能,是一种极具潜力的吸附材料,且沉淀作用是复合材料吸附重金属的主导机制。     

山核桃、苔藓和松针基生物质炭对亚甲基蓝及刚果红的吸附性能研究

在600 ℃和无氧条件下热裂解制备山核桃木、苔藓和松针三种生物质炭,用于研究三种生物质炭吸附阴离子型染料刚果红及阳离子型染料亚甲基蓝的pH效应、吸附等温线和吸附动力学效应。结果表明,碱性条件下三种生物质炭对亚甲基蓝表现出较好的吸附绩效,而酸性条件更利于三种生物质炭对刚果红的吸附。染料的初始浓度效应研究表明,生物质炭能有效吸附亚甲基蓝、刚果红,且吸附等温线能较好地符合Freundlich方程。三种生物质炭对刚果红吸附容量均比对亚甲基蓝吸附容量高。三种生物质炭对亚甲基蓝和刚果红的吸附主要发生在1 h内,然后缓慢增加,经6 h左右达到吸附平衡,吸附过程均符合伪二级动力学模型。颗粒内扩散模型拟合结果表明,颗粒内扩散阶段是限制吸附速率的主要阶段。