氨基化磁性碳纳米管的制备及其染料吸附性能

为深入研究不同氨基修饰剂对磁性碳纳米管吸附性能的影响,分别以1,6-己二胺(HA)和壳聚糖为氨基修饰剂,通过一步溶剂热法制备出2种氨基化磁性碳纳米管复合材料。利用透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪、X射线衍射仪以及表面积及孔径分布仪探究所制复合材料的结构和性能,并通过吸附实验研究比较2种氨基化磁性碳纳米管对刚果红染料(CR)的吸附性能。试验结果表明：通过一步溶剂热法可成功制得1,6-己二胺修饰的磁性碳纳米管(MCNTs/HA)和壳聚糖修饰的磁性碳纳米管(MCNTs/CS),其在水中均具有良好的分散性和磁响应性。MCNTs/HA和MCNTs/CS的比表面积和孔隙体积有较大差别,HA修饰的磁性碳纳米管具有更大的比表面积和孔隙体积。MCNTs/HA和MCNTs/CS对水中CR的吸附量均随时间的增加逐渐增大,最后达到平衡。通过动力学模型拟合结果发现,MCNTs/HA对CR的吸附符合准二级动力学模型,说明在CR的去除过程中主要是化学吸附作用;通过等温模型拟合结果发现,MCNTs/HA对CR的吸附符合Langmuir等温模型,说明CR在复合材料表面的吸附行为是单分子层吸附,MCNTs...     

木质素/聚苯乙烯基水处理吸附材料的制备与吸附性能

木质素是重要的造纸工业副产物,可用于制备水处理用吸附剂。以木质素磺酸钠和聚苯乙烯为原料,通过Mannich反应制备了木质素/聚苯乙烯基水处理吸附材料,并研究其对染料水溶液中罗丹明B的吸附性能。结果表明:制备的吸附材料比表面积为269.77 m2/g、平均孔径21.09 nm,表面含有丰富的活性基团;该材料对罗丹明B具有良好的吸附性能,饱和吸附能力达到65.46 mg/g;准二级动力学模型和Langmuir模型与吸附过程拟合度较高,吸附主要发生在初始阶段,吸附作用主要受到化学吸附控制且属于单层吸附。     

氮掺杂木质素基活性炭的制备、表征及其吸附性能研究

以碱木质素(AL)作为原料,KOH为活化剂,壳聚糖(CS)为氮源制备氮掺杂木质素基活性炭(N-LAC),采用SEM、XPS和N₂吸附-脱附等温线等方法对活性炭的结构进行表征,并考察了N-LAC对甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)的吸附性能。研究结果表明：N-LAC主要由微孔构成,掺氮增大了木质素基活性炭(LAC)的表面孔隙,在制备条件为KOH与AL质量比2∶1、CS添加量(以碱木质素质量计)30%、活化温度800℃、活化时间2 h时,N-LAC的比表面积为1 457.79 m²/g,总孔容为0.789 cm³/g,微孔孔容为0.612 cm³/g,平均孔径为2.165 nm。N-LAC中氮元素主要以吡咯型氮(N-5)和吡啶型氮(N-6)形式存在,氮的掺杂会降低活性炭的石墨化程度。N-LAC吸附MO和MB的吸附动力学结果表明：N-LAC吸附MO符合粒内扩散模型,以表面吸附为主;N-LAC吸附MB符合准二级动力学模型。     

木质素离子印迹聚合物的制备及其对Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

以Cr(Ⅵ)为模板离子,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,将木质素磺酸钠与功能单体丙烯酰胺(AM)接枝共聚制备木质素离子印迹聚合物(L-IIP),通过单因素试验和正交试验优化了L-IIP的制备条件,利用FT-IR、SEM-EDS和孔径分析对L-IIP的结构进行了表征,采用准一级动力学方程、准二级动力学方程、Langmu...     

竹炭对染料的吸附性能研究

研究了竹炭对染料活性艳红X-3B的吸附性能,探讨了竹炭粒径、用量、吸附时间、溶液pH值、温度和浓度对吸附性能的影响,并研究了竹炭对多种染料以及实际印染废水的吸附效果。结果表明,竹炭经ZnCl2改性处理后,吸附容量大幅提高,达13.5 mg.g-1;ZnCl2改性竹炭对活性艳红X-3B的吸附在2 h时基本达到平衡,其吸附过程为放热过程,随温度升高,吸附容量相对降低;吸附容量随染料溶液浓度的升高而增加;粒径越细,吸附效果越好,但是粒度过细,加工耗能耗时,实际应用时,应根据去除效果的具体要求选择粒度大小;ZnCl2改性竹炭对受试的18种染料均有较好的吸附效果,吸附容量最高达23.5 mg.g-1;投加量为2 g.L-1时,对实际印染废水中染料的吸附去除率为72.3%,表明改性竹炭在染料废水处理中具有较好的应用前景。     

CMC@PANI复合材料的仿生制备及其对水中染料的高效吸附

以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为原料,以氯化血红素(Hemin)为催化剂,利用仿生体系聚合苯胺,制备得到纤维素基聚苯胺(CMC@PANI)复合材料。考察了不同制备条件对CMC@PANI产品得率及甲基橙(MO)吸附去除率的影响,表征了吸附材料形貌等结构特征,并分析了复合材料对水中染料的吸附性能。结果表明:CMC@PANI的优化制备条件为25℃时,在200 m L pH值为4的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液中,CMC-Na质量浓度2.5 g/L,苯胺与CMC-Na质量比值为1.8,Hemin用量为0.10 g/L,H_2O_2用量0.072 mol/L,HCl用量0.9 mol/L。此条件下,每克苯胺原料可得到约0.7 g CMC@PANI复合材料。扫描电镜、比表面积、红外光谱分析结果表明,该制备方法实现了CMC-Na和PANI的相互负载,产品粒径为0.5~10μm,表面粗糙,BET比表面积为19.96 m~2/g。最优工艺条件下制备的CMC@PANI对20 mg/L的阴离子染料MO在30 min时达到吸附平衡,去除率可达98%以上,最大吸附容量达到294.12 mg/g;对20 mg/L的阳离子染料罗丹明(Rh B)在180 min时去除率可达89.8%,明显优于PANI的吸附效果(68.0%)。可见,采用Hemin催化的绿色仿生工艺制备的CMC@PANI复合材料是一种比较理想的新型吸附材料。     

改性木材硫酸盐木质素制备染料分散剂的研究

以松木硫酸盐木质素为原料合成染料分散剂。硫酸盐木质素经亚硫酸盐磺化或亚硫酸盐一甲醛磺甲基化后，再用环氧氯丙烷将部分酚羟基封闭，同时使木质素分子间交联，得到改性木质素染料分散剂。研究了磺化时间、磺化剂用量等因素对木质素磺化度、木质素染料分散剂热稳定性及分散性的影响。确定了适宜的反应条件，以每克木质素为基准，磺化反应：Na2SO3用量1．3mmol，反应时间3h，反应温度160℃；磺甲基化反应：Na2SO3用量1．3mmol，甲醛／亚硫酸钠摩尔比为O．8：1，反应时间3h，反应温度140℃。     

木质素还原制备金纳米颗粒及其催化性能

自然界中的木质素来源广泛,其含量仅次于纤维素,是一种具有还原性的可再生芳香聚合物。本研究利用木质素在太阳光激发下还原Au(Ⅲ)制备金纳米颗粒(Au NPs),并将其用于催化还原废水中的有机污染物。主要探究了不同木质素质量浓度、HAuCl₄浓度、光照时间等条件对Au NPs粒径及形貌的影响;利用紫外-可见光谱仪、纳米粒度仪、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)对Au NPs理化性质进行了表征。结果表明,木质素作还原剂成功制备了Au NPs,最佳制备工艺如下：木质素质量浓度为0.1 mg/mL,HAuCl₄浓度为1.00 mmol/L,HAuCl₄溶液与木质素溶液体积比为4∶1,光照时间为60 min,此条件下制得的Au NPs平均粒径为32.14 nm。此外,以亚甲基蓝(MB)和对硝基苯酚(4-NP)为污染物模型物探究了Au NPs的催化性能,结果表明,Au NPs对MB和4-NP具有良好的光催化还原性能,反应速率常数分别为0.765 8和0.316 6 min^-1。木质素还原Au...     

竹叶剩余物活性炭制备及其对刚果红的吸附性能

随着经济的发展,资源紧缺和环境污染问题引起越来越多人的关注.为了缓解木材资源供求紧张的局面,采用毛竹竹叶剩余物制备竹叶基活性炭,应用于染料污染的水环境治理.以经乙醇提取后的毛竹竹叶剩余物为原料、磷酸为活化剂,通过不同炭化温度(500,600和700℃)制备竹叶基活性炭.通过竹叶基活性炭吸附刚果红的试验,考察其在不同吸附...     

酶解木质素炭的制备及其电化学性能研究

以纯化的酶解木质素为碳源,通N2条件下高温炭化1、2和3 h制备了酶解木质素炭LC1、LC2、LC3.采用SEM、TEM和氮气吸附/脱附等温线对炭材料进行分析,结果表明:LC1、LC2、LC3的表面具有微孔、介孔和大孔结构,其比表面积分别为894.75、1376.74和776.47 m2/g,孔容分别为0.41、0.7...     

木质素基炭纳米片的制备及其电化学性能

为了获得性能优良、成本低廉的二维炭材料,选择木质素磺酸钠为碳源、硼酸作为模板剂,经溶液混合、高温炭化和沸水回流等过程制得木质素基炭纳米片,当m(硼酸)∶m(木质素磺酸钠)为1∶1、5∶1和10∶1时,分别标记为SLB-1、SLB-5和SLB-10。通过扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等手段分析了炭纳米片的微观形貌,采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和激光拉曼光谱等手段检测了炭纳米片的晶体结构、元素组成和表面性质,通过循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)和交流阻抗(EIS)等方法检测了炭纳米片的电化学性能,结果表明:SLB-5具有完好的二维片层结构,通过调整硼酸与木质素磺酸钠的质量比,可以有效调控炭纳米片的厚度。SLB-5具有一定的石墨化程度,模板剂被完全去除,含氧元素高达16.63%,同时,SLB-5炭纳米片厚度达到纳米级,电流密度为1 A/g时比电容为350.79 F/g,电流密度增加到10 A/g时比电容仍可以保持79.95%,循环5 000次后比电容可以保持90%以上。     

二醛基纤维素的制备及其对尿素的吸附性能

以微晶纤维素为原料,高碘酸钠作为氧化剂,制备二醛基纤维素(DAC),考察各影响因素对二醛基纤维素制备的影响,采用FTIR、元素分析、XRD以及化学官能团测定等手段对二醛基纤维素的结构进行表征;探讨二醛基纤维素的醛基含量与尿素吸附容量之间的关系,并研究二醛基纤维素对尿素的吸附平衡和吸附动力学。结果表明:高碘酸钠与微晶纤维素的质量比为2.4∶1、反应温度为35℃、反应时间为3.5 h、反应介质的pH为2时,制得二醛基纤维素的醛基含量最大为97.74%。二醛基纤维素对尿素的吸附容量随醛基含量的增加先增大后减小,最大吸附容量为59.23 mg.g-1,是包醛氧淀粉尿素吸附容量的10倍(6 mg.g-1),是包醛酶淀粉吸附容量的4倍(15 mg.g-1),吸附平衡时间为4 h。吸附等温线符合Freundich方程。     

油茶果壳活性炭的制备及其吸附性能

以废弃的油茶果壳为原料,通过炭化及Na OH活化等工艺可以制备出具有高比表面积和优异吸附性能的油茶果壳活性炭。然而较高的炭化温度不仅造成能源的浪费,而且可能导致油茶果壳活性炭结构及吸附性能的大大减弱;因此,优化油茶果壳活性炭制备工艺,对提高其吸附性能及废弃油茶果壳的增值化利用非常重要。采用单因素实验法探究了炭化温度和Na OH用量等制备条件对油茶果壳活性炭得率、结构及吸附性能的影响,结合扫描电镜(SEM)分析和X射线衍射(XRD)分析对油茶果壳活性炭的结构和微观形貌进行了评价。研究结果表明,随着炭化温度的升高,炭化物得率不断降低,活性炭吸附性能先略微升高后逐渐下降;随着Na OH用量的增加,活性炭得率不断降低,其吸附性能先上升后略有下降。在较佳的工艺条件(炭化温度290℃、碱炭质量比3∶1)下制备的油茶果壳活性炭的比表面积为2 329.1 m2/g,亚甲基蓝吸附量和脱除率分别为1 573.6 mg/g和98.3%。SEM结果表明,所制备的活性炭具有良好的多孔结构,在孔壁上广泛分布有微小的孔道; XRD结果表明,油茶果壳活性炭具有较低的石墨化程度。本研究采用较低的炭化温度和较低的Na OH用量制备出了性能优异的油茶果壳活性炭,对油茶果壳的高值化利用具有重要意义。     

磁性分子印迹聚合物的制备及其对1,2,3,4,6-五没食子酰葡萄糖的吸附性能

采用沉淀聚合法,以Fe₃O₄纳米颗粒为载体,1,2,3,4,6-五没食子酰葡萄糖(PGG)为模板分子,丙烯酰胺(AM)为功能单体,制备了PGG磁性分子印迹聚合物(MIPS)和磁性非印迹聚合物(NIPS,不加PGG),表征了其形貌和结构,并考察了其对PGG的吸附性能。SEM、TEM、FT-IR和XRD分析结果表明：MIPS是以Fe₃O₄为核心的外层包有SiO₂,表面密布孔穴的球形纳米颗粒。磁学性质分析发现：MIPS具有良好的顺磁性,在外加磁场下能够实现分离。吸附性能研究结果表明：MIPS对PGG的吸附能力明显强于NIPS;MIPS对PGG的吸附过程比较符合Langmuir等温吸附模型,最大吸附量为67.02 mg/g; MIPS对PGG的吸附过程非常符合准二级动力学模型。在MIPS的重复利用性能实验中,其吸附第5次的吸附量为53.16 mg/g,仍能达到第1次使用时的吸附量的83.78%,表明MIPS的重复使用性能较好。     

改性木屑对碱性染料吸附性能的初步研究

木屑经过改性处理,可作为一种新型吸附剂用于印染废水的脱色处理。该试验以桃木木屑为原料，经环氧氯丙烷交联，通过正交试验，测定了其对碱性品红和孔雀石绿的吸附性能，并确定了制备改性木屑的最适宜工艺条件以及吸附碱性品红和孔雀石绿的最佳条件，对扩展木材加工剩余物利用途径、以废治废具有实际意义。     

木质素基炭材料的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附机制研究

以工业残渣玉米芯木质素(CL)为原料,利用磷酸、氢氧化钾和氯化锌分别对其活化制备木质素基炭材料PA-CL、PH-CL和ZC-CL,并将其应用于废水中重金属Cr(Ⅵ)的吸附。3种活化方法对比分析表明:磷酸活化工艺简单、环保、活化温度低,对Cr(Ⅵ)的吸附效率高于氢氧化钾、氯化锌活化样品。PA-CL在Cr(Ⅵ)初始质量浓度为50 mg/L、50℃、投加量为0.05 g时,吸附5 min,Cr(Ⅵ)去除率可达79.2%,40 min时达到96.5%,吸附效果较好。采用FT-IR、SEM等手段分析PA-CL的结构及形貌,Boehm滴定法测定炭材料表面官能团数量,结果表明:磷酸根基团被引入PA-CL样品表面,使得总酸度由原料木质素的2.54 mmol/g增大到3.20 mmol/g,有利于重金属Cr(Ⅵ)的吸附。PA-CL对Cr(Ⅵ)的吸附符合反应动力学准二级模型方程,平衡吸附量(q_e)为390.625 mg/g,R~2为0.991 0;吸附等温线符合Langmuir模型,不同温度下的R~2均大于0.9,说明PA-CL对Cr(Ⅵ)的吸附为化学吸附过程占主导的单分子层吸附。     

磺甲基化乙酸木质素制备农药分散剂及其性能评价

用不同质量分数乙酸对乙酸木质素(AAL)进行分级,得到不同相对分子质量的4个级分(AAL-1～AAL-4)。通过磺甲基化改性,以AAL-1～AAL-4为原料,制得不同相对分子质量的磺甲基化木质素(SML)样品SML-1～SML-4;以AAL-2为原料,添加不同用量的无水亚硫酸钠制备不同磺酸基含量的磺甲基化木质素SML-A～SML-D,并将其作为农药分散剂,制备40%腈菌唑可湿性粉剂(WP),探讨了SML相对分子质量和磺酸基含量对40%腈菌唑WP应用性能的影响。研究结果表明：当SML的重均相对分子质量从5 768提高到13 964,腈菌唑悬浮率从72.68%升至83.69%,润湿时间从45 s升至62 s;当磺酸基从0.51 mmol/g增加到1.78 mmol/g,腈菌唑悬浮率从73.56%升至84.86%,润湿时间从72 s降至57 s。随着相对分子质量和磺酸基含量提高,40%腈菌唑WP悬浮液分散相的平均粒径降低,分散性较好;但过高的相对分子质量反而使腈菌唑悬浮率下降。     

落叶松基复合材料SiO2@C的制备及其对染料的吸附行为研究

以落叶松木屑为原料,SiO2为孔结构调控剂,采用一步原位掺杂法制备了落叶松基SiO2@C复合材料,探讨了炭化温度、模板剂SiO 2对复合材料孔结构及吸附性能的影响。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、氮气的吸附/脱附、拉曼光谱、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)仪和X射线光电子能谱(XPS)对复合材料进行表征,并以乙基紫染料为模型物研究了复合材料的吸附行为。研究表明:随着炭化温度由700℃升高至900℃,SiO2@C复合材料的形貌由交联的球形形貌转变为网状结构,孔隙结构由整体无序向局部有序转变,比表面积由538 m^2/g提高到780 m^2/g;经900℃炭化制备的复合材料SiO2@C-900具有较高的比表面积和有序的孔隙结构,对乙基紫染料的吸附值高达378 mg/g,在温度55℃,pH值7的最佳吸附条件下,对乙基紫染料的脱除率达99%;重复利用5次后,脱除率仍在97%以上,说明复合材料稳定性良好。SiO2@C复合材料对染料的吸附符合Langmuir吸附等温模型,吸附动力学符合准二级动力学,即主要是化学吸附。     

磷酸法木质素基活性炭的制备及其电化学性能研究

以杨木木质素为原料,采用磷酸活化法制备中孔发达的活性炭,并利用孔结构分析、XRD、拉曼光谱,研究了活化温度(400～900℃),以及磷酸与木质素质量比(浸渍比,1:1～4:1)对活性炭LAC-x-y(x代表浸渍比值,y代表活化湿度)结构的影响,通过电化学表征手段,探讨了炭材料的电化学性能与其结构的关系.孔结构分析结果表...