LiCl/DMSO再生大豆秸秆纤维凝胶的制备及其性能研究

经乙二胺预处理后大豆秸秆先溶解于8%LiCl/DMSO木质纤维全溶体系,然后于乙醇中凝胶化制备多孔吸液木质纤维凝胶。研究发现:木质纤维原料脱木质素程度会影响凝胶的多孔结构、热稳定性及溶胀性能。随着脱木质素程度加强,木质纤维原料中纤维素、半纤维素和木质素之间解离程度加强,凝胶热稳定性提高,残炭量减少,可形成小孔径、高比表面积的致密多孔网络结构并影响其溶胀性能。当大豆秸秆经2 h脱木质素处理时,该秸秆原料所制备的凝胶热分解温度、残炭量、比表面积和平均孔径分别为230℃、15%、64.29 m~2/g和17.813 nm,在15℃下平衡溶胀率为2 126.79%,与未脱木质素的大豆秸秆制备的凝胶相比,热分解温度提高了30℃,残炭量降低了47.7%,比表面积增加11.02 m~2/g,平均孔径减小了2.468 nm,而平衡溶胀率降低了16.6%。     

壳聚糖复合水凝胶对水溶液中铜离子(Ⅱ)的高效吸附

以甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酰胺(AM)和烯丙基磺酸钠(SAS)同时对壳聚糖进行接枝改性,合成了一系列对水溶液中的二价铜离子具有高效吸附性能的壳聚糖水凝胶。研究了吸附剂粒径、投料量、溶液pH值对吸附容量的影响,同时进行了对金属铜离子的吸附性能研究。结果显示,粒径0.074~0.2 mm的吸附剂,在25 mL铜离子(II)质量浓度4 000 mg/L,pH值6的硝酸铜溶液中,投入量为0.1 g时,壳聚糖复合水凝胶最大吸附量为823 mg/g,同时吸附容量随溶液pH值增加而增加,随投料量的增大而减小。吸附等温线研究表明,Freundlich吸附模型能更好地描述吸附剂对铜离子(II)的吸附行为,说明其吸附过程是不均匀的多分子层吸附过程。     

芦苇半纤维素基水凝胶的制备及对重金属离子的高效吸附

以芦苇半纤维素为基材,丙烯酸(AA)为单体,N,N,N',N'-四亚甲基乙二胺(MBA)为交联剂,通过自由基聚合法制备出水凝胶材料,采用FT-IR对其结构进行表征,并考察了AA和+MBA用量、pH值、吸附时间和金属离子初始质量浓度对水凝胶吸附Pd2、Cd2+和Zn2+性能的影响,同时探讨了水凝胶对金属离子的吸附动力学和吸附机制。结果表明,AA用量、MBA用量和pH值对水凝胶的吸附性能均有较大影响,水凝胶对金属离子的吸附量随着pH值的增加而增大,1.0 g半纤维素中添加0.1 g MBA,9 g AA制得的水凝胶可在60 min内达到吸附平衡,金属离子溶液初始质量浓度为200 mg/L,Pb2+溶液pH值5.5,Cd2+、Zn2+溶液pH值6.5时,对Pd2+、Cd2+和Zn2+的最大吸附量可达699、521和265 mg/g。水凝胶吸附金属离子过程属于离子交换机制,吸附行为符合动力学准二级模型和Langmuir方程,该水凝胶经过吸附-解吸8次循环后,对金属离子仍有较高的吸附效率,Pd2+、Cd2+和Zn2+的吸附量仍达616、479和243 mg/g,回收率分别为96.7%、97.1%和97.6%。     

木质素磺酸钠-壳聚糖聚电解质对铜离子的吸附性能

以碱木质素和壳聚糖为原料,依据静电作用原理制备了木质素磺酸钠-壳聚糖(SLS-CS)聚电解质复合物,采用红外光谱(IR)和X射线(XRD)表征了SLS-CS聚电解质复合物的化学结构、形态特征,测定了SLS-CS聚电解质复合物对铜离子的吸附性能。研究结果表明:壳聚糖的氨基发生质子化形成NH3+,木质素磺酸钠的磺酸基阴离子和壳聚糖的NH3+基团发生中和反应形成了聚电解质复合物,经过反应后,壳聚糖的无定形峰减小,SLS-CS高分子排列更加有序化,分子间作用力增强;SLS-CS聚电解质复合物对铜离子的吸附平衡时间约为5 h,饱和吸附容量为12.5 mg/g,吸附等温线符合Freundich方程。     

Adsorption of Copper Ions by Sodium Lignosulfonate-chitosan Polyelectrolyte Complex

以碱木质素和壳聚糖为原料,依据静电作用原理制备了木质素磺酸钠-壳聚糖(SLS-CS)聚电解质复合物,采用红外光谱(IR)和X射线(XRD)表征了SLS-CS聚电解质复合物的化学结构、形态特征,测定了SLS-CS聚电解质复合物对铜离子的吸附性能.研究结果表明:壳聚糖的氨基发生质子化形成NH3+,木质素磺酸钠的磺酸基阴离子和壳聚糖的NH3+基团发生中和反应形成了聚电解质复合物,经过反应后,壳聚糖的无定形峰减小,SLS-CS高分子排列更加有序化,分子间作用力增强;SLS-CS聚电解质复合物对铜离子的吸附平衡时间约为5h,饱和吸附容量为12.5 mg/g,吸附等温线符合Freundich方程.     

基于活性炭电极的电容去离子技术制备纯水应用研究

电容去离子技术(CDI)是新型高效低耗的苦咸水淡化技术，本研究探讨了基于活性炭电极的CDI生产纯水的可行性。采用活性炭电极、石墨集流体、有机玻璃隔板等自行设计组装的CDI脱盐系统，以城市自来水为水源，研究了该脱盐系统的脱盐量、能耗、脱盐率、离子截留率、回收率和循环稳定性等。结果表明：活性炭BET比表面积为1 586 m²/g,平均孔径为2.08 nm,孔容积为0.82 cm³/g, XPS分析表明该活性炭含碳、氧、氮的量分别为94.81%、 4.10%和1.09%,表面含有少量的含氧官能团和含氮官能团；电容去离子技术可以制备出离子浓度0.06 mmol/L、溶解性总固体量低于5 mg/L的纯水，产水能耗仅为0.115 5 kWh/m³,脱盐率为98.1%,对各离子截留率为78.6%～99.8%,水回收率达到80%,且脱盐系统经过吸附-脱附循环42次后，电极的脱盐性能保持稳定，循环性能良好。     

天然膨润土吸附Cu2+的动力学、等温线及热力学研究

文章讨论了不同影响因素如接触时间、振荡速度、膨润土用量、初始离子浓度、初始pH、温度等对膨润土吸附性能的影响,研究了Cu2+在天然膨润土上吸附的动力学、等温线和热力学理论。动力学研究数据表明,吸附满足准二级动力学模型,吸附初始阶段受界面扩散控制,45 min后受粒子内扩散控制;吸附满足Freundlich等温线模型;吸附是一个自发的、吸热的过程,而且反应不可逆。     

花旗松纤维和槿麻纤维的硝酸化学改性

为了增加花旗松木质纤维和槿麻芯部和韧皮非木质纤维对铜离子的吸附能力,本文提出采用硝酸对这些纤维进行化学改性,使吸附铜离子能力分别增加５１０％,１１０％和４０％。初步研究认为花旗松纤维具有较高的硝化速度是由于它含有较多的木质素（２６％－３１％）,而槿麻芯部纤维皮纤维含木质素仅为１７％－１９％和８％－１０％。而且花旗松纤维的愈创木基本质素含量较高,利用电子能谱定量硝化程度,利用红外光谱和拉曼光谱证实硝     

木质素磺酸钠双网络水凝胶的制备及其性能研究

以木质素磺酸钠(SL)、海藻酸钠(SA)和丙烯酸(AA)为前驱体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,通过简单的溶液共混方法制备了一种木质素磺酸钠水凝胶,进一步离子交联后制备双网络水凝胶(LSTH),同时制备不添加SA的单网络水凝胶(LH)及丙烯酸水凝胶(AAH),并测试了水凝胶的表面官能团、热稳定性、表面形貌、溶胀性能、力学性能及应变传感性能。研究结果表明：当SL用量为0.2 g、SA用量为0.1 g、交联剂用量为0.02 g时,LSTH的平衡溶胀率最高,达到55.31 g/g; SL的加入有利于水凝胶热稳定性的提高和力学强度的增强,当SL用量为0.2 g、SA用量为0.1 g、交联剂用量为0.05 g时,LSTH的抗压缩强度达到了835.53 kPa,相比LH增加了200 kPa以上;在80%的高压缩形变下进行90次快速循环压缩,LSTH依然能够维持稳定的结构、良好的抗压强度和可恢复性。应变传感性能测试表明：在50%循环压缩条件下,LSTH的电阻变化率维持在260%～300%之间;随着手指弯曲角度由0°增加到135°,LSTH的电阻变化率由0增...     

沸石的转晶行为及其对Cs~+、Sr~(2+)吸附-脱附能力研究

指出了沸石是一种具有优异的吸附、离子交换性能的硅铝酸盐矿物,在环境治理中有广泛的应用前景。主要研究了13X沸石、4A沸石和天然沸石在200℃水热条件下的转晶行为,对模拟核素离子C~s+、Sr~(2+)的吸附能力,及转晶后的沸石晶相阻滞核素离子发生脱附的能力进行了探究。结果表明:13X沸石和4A沸石转晶形成方钠石,而天然沸石转晶形成方沸石,且MgCl_2的加入将促进转晶行为的发生;13X沸石和4A沸石均对Cs~+、Sr~(2+)具有良好的吸附能力,吸附率大于90%,而天然沸石对Sr~(2+)的吸附率较低,仅为21.57%;方钠石作为转晶后的晶相能够减少离子的脱附,而钙霞石反而增加离子的脱附率。     

油茶果壳提取物的改性及对Cr(Ⅵ)与Cu(Ⅱ)的吸附

采用油茶果壳提取物与戊二醛交联的方法,制备油茶果壳提取物改性吸附剂;探讨溶液pH、吸附时间等因素对改性吸附剂吸附铬离子、铜离子的影响,并采用吸附动力学模型进行模拟。结果表明,油茶多酚吸附剂对Cr(Ⅵ)、Cu(Ⅱ)离子的饱和吸附量分别达到99.6 mg·g~(-1)、71.7 mg·g~(-1);且具有较好的再生吸附性能,当吸附剂使用3次后,吸附剂对Cr(Ⅵ)离子再生饱和吸附量可达83.2 mg·g~(-1)。吸附动力学模型模拟结果表明:该改性吸附剂对Cr(VI)离子吸附的动力学过程可用准一级模型进行模拟,对Cu(Ⅱ)离子吸附的动力学过程可用准二级模型进行模拟。     

锆交联葡甘聚糖凝胶球的制备及吸附性能

利用锆氧离子交联羧甲基葡甘聚糖制得了新型交联羧甲基葡甘聚糖-锆(CMKGM-Zr)凝胶球,通过扫描电镜对凝胶球的结构进行了表征,利用红外光谱分析吸附反应前后凝胶球的变化。研究了凝胶球对苯甲酸的吸附性能,分别考察了吸附时间、pH值对吸附的影响,进而根据凝胶球对苯甲酸的吸附等温线,计算了吸附过程的热力学参数,对实验数据进行了拟合。结果表明,以质量分数为2.0%的羧甲基葡甘聚糖和2.0%的锆氧离子溶液制备的凝胶球为白色几何形状不规则的空心球,凝胶球机械强度为15.3 g,吸附苯甲酸后ZrO2+与苯甲酸的—COO-发生了反应。在298 K下,pH值为4.5的初始质量浓度为200 mg/L的苯甲酸溶液中CMKGM-Zr对苯甲酸的吸附反应在4 h时达平衡,吸附量最高达79.964 2 mg/g。Freundlich方程适用于所研究的吸附体系,吸附驱动力是焓变和熵变。     

玉米秸秆-PVA复合气凝胶的制备及其吸附性能研究

以玉米秸秆为原料,用溴化锂和聚乙烯醇(PVA)溶液将其溶解,制备玉米秸秆-PVA复合气凝胶。采用正交试验法对制备工艺进行优化,并通过FT-IR、吸附率等手段对气凝胶的相关性能进行表征。结果表明：复合气凝胶的优化制备工艺条件为：固液质量比(秸秆∶混合溶液)为1∶100,PVA添加量与秸秆的质量比为100∶15,PVA浓度为5%,溴化锂浓度为66%,溴化锂溶液和PVA的质量比为13.85∶1。该工艺下所制得的复合气凝胶密度低至0.026 8 g/cm³,比表面积为175.00 m²/g,对废弃机油的最大吸附倍率为35.01 g/g。制备过程中,纤维素的氢键被破坏,PVA与纤维素之间通过氢键连接。复合气凝胶的密度越小,其吸油率越大。复合气凝胶具有全范围内的孔径,且大部分孔径处于介孔范围内,因此有利于对大分子污染物的吸附。     

乙醇处理汽爆麦草的试验研究

对汽爆麦草和麦草进行乙醇萃取木质素实验比较 ,其脱木质素分别为80 .2 2 %和 64.11%。进而分析了乙醇萃取脱木质素率、萃取渣的酶解率和抄纸性能。对乙醇萃取的汽爆麦草和萃取木质素进行了红外光谱、1HNMR电子能谱分析 ,并初步探讨了乙醇萃取木质素的作用机制     

Ag_2O/再生纤维素球形气凝胶的性能表征

为了探讨再生纤维素气凝胶对碘蒸气的吸附去除能力,用天然竹纤维制备再生纤维素球形气凝胶(RCSA),然后通过银氨络离子在纤维素表面的吸附和反应,得到Ag2O/再生纤维素球形复合气凝胶(Ag2O/RCSA),以127I作为放射性131I的同位素研究了复合气凝胶对碘的吸附。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和BET比表面积等检测手段对制备的Ag2O/RCSA样品的形貌、晶型、孔隙结构和碘吸附性能进行了表征。研究结果表明:纳米Ag2O粒子的引入使RCSA颜色由白色变为棕色,RCSA原始的三维网结构没有发生变化;纳米Ag2O粒子均匀分布在纤维素骨架中,并与纤维素紧密结合;Ag2O/RCSA与RCSA一样都表现为Ⅳ型吸附/脱附等温线,BET比表面积、BJH孔体积比RCSA明显减小,平均孔径大小变化不大;Ag2O/RCSA对碘蒸气的吸附是气凝胶孔隙的物理吸附和Ag2O转变为Ag I的化学吸附共同作用,总吸附量为87.8 mg/g。     

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。     

预处理对蔗渣吸附纤维素酶特性的影响

以亚硫酸盐(SPORL)和稀硫酸(DA)预处理蔗渣为底物,探讨两种预处理方法对蔗渣酶解的影响,并对酶解过程中蔗渣对纤维素酶的吸附特性进行探究,比较了两种底物的酶水解效率、成分、表面形貌、吸附等温线和吸附动力学等特征,结果显示:SPORL法预处理蔗渣的还原糖转化率(81.92%)明显高于DA法预处理蔗渣(60.89%)。与未处理蔗渣相比,DA与SPORL法预处理蔗渣表面变得粗糙,表面纤维被部分剥离,暴露出内部的纤维骨架。两种方法预处理蔗渣的纤维素和半纤维素含量也没有明显差异,但SPORL法预处理蔗渣中Klason木质素含量更低。X射线光电子能谱(XPS)图分析表明两种预处理蔗渣都对纤维素酶有明显吸附。吸附实验结果表明,SPORL法预处理蔗渣对纤维素酶最大吸附量为61.91 mg/g,低于DA法的82.69 mg/g,但SPORL法预处理蔗渣对纤维素酶的吸附亲和力及吸附强度均大于DA法。     

羧甲基化木质素在阿维菌素颗粒表面的吸附行为

通过凝胶渗透色谱、红外光谱和官能团含量测定表明经过羧甲基化改性后的碱木质素的分子质量增加,多分散性降低;分子中酚羟基含量减少,羧基含量增加。在此基础上采用振荡吸附实验研究了羧甲基化木质素(CML)在阿维菌素颗粒表面的吸附等温线、动力学和热力学。结果表明,吸附等温线符合Langmuir模型,饱和吸附量和吸附常数均随温度升高而降低,最大饱和吸附量为9.569 mg/g,0RL1表明该吸附易于进行;吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附速率常数随温度升高而增加,吸附平衡时间约为60 min;吸附热力学结果表明:ΔGad0、ΔHad0、ΔSad0,表明该吸附为自发、放热、熵增过程;由ΔHad为-5.18 k J/mol,Ea为14.23 k J/mol可知该吸附过程属于物理吸附,主要作用力为范德华力。SEM分析表明,阿维菌素颗粒表面光滑无孔型结构,吸附CML后可有效阻止阿维菌素团聚,增加其悬浮剂物理稳定性。由此可知,CML能够在阿维菌素颗粒表面形成稳定吸附,适合作为分散剂用于阿维菌素水悬浮剂。     

大豆蛋白基复合凝胶球对亚甲基蓝的吸附研究

以绿色天然高分子大豆蛋白和海藻酸钠为原料，采用双交联技术，制备了大豆蛋白基复合凝胶球。采用扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、Zeta电位分析、傅立叶变换红外光普（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）表征了大豆蛋白基复合凝胶球组成和微观结构，并进一步研究了其对亚甲基蓝染料吸附性能。结果表明：大豆蛋白基复合凝胶球为多孔纳米结构，凝胶球表面Zeta电位随溶液环境pH值升高降低，弱碱性环境（pH=8）有利于吸附带正电荷亚甲基蓝染料分子。大豆蛋白基复合凝胶球对亚甲基蓝具有优良的吸附能力，最大脱除效率可达91%，吸附行为符合准二级动力学模型和langmuir等温吸附模型。Langmuir吸附模型计算出的最大吸附容量可达596 mg/g。大豆蛋白基复合凝胶球表现出良好的再生循环使用性能。     

二氧化硅基单宁复合材料对甲醛的吸附性能研究

基于室内空气环境中甲醛污染的问题,以常见的林副产品单宁酸为吸附源,树枝状介孔纳米二氧化硅(DMSNs)为基体,经中间体氨基改性二氧化硅(DMSNs-NH₂)制备了二氧化硅基单宁复合材料(DMSNs-tannin),当单宁酸添加量为0.3、 0.4和0.5 g时制备的复合材料分别为DMSNs-0.3、DMSNs-0.4和DMSNs-0.5;采用SEM、TEM、氮气吸附-脱附等温线、FT-IR和TG分析表征其结构,考察了不同单宁负载量对其甲醛吸附性能的影响,并进行吸附动力学探究。研究结果表明：该复合材料孔道结构丰富,热稳定性高,与DMSNs-NH₂相比,DMSNs-tannin具有更优异的甲醛吸附性能;复合材料DMSNs-0.5的单宁酸负载量最高,达23.60%,负载效率为47.33%,吸附6 h时甲醛吸附率为86.19%。DMSNs特殊的介孔结构为甲醛有效扩散提供了通道,其吸附过程更符合准二级动力学模型,说明其对甲醛的吸附主要为化学吸附,与吸附位点有关,是在复合材料表面的吸附与颗粒内扩散的复合吸附过程。