戊二醛/壳聚糖交联复合材料的制备及其对3种染料的吸附性能及其机理

【目的】研究戊二醛/壳聚糖交联复合材料(G/CS)对不同染料的吸附性能和吸附机理.【方法】采用流延法制备了G/CS,采用SEM、TG和FT-IR对G/CS结构进行表征,运用正交试验考察影响吸附的因素并利用吸附模型对染料的吸附机理进行研究.【结果】G/CS被成功合成且含有大量活性位点,最优吸附条件下,酸性品红(AF)去除率为95.83%,碱性品红(FB)去除率为71.53%,甲基橙(MO)去除率为89.70%,三者吸附过程都符合准二级动力学模型(R²>0.99)和Langmuir吸附等温模型,G/CS吸附AF、MO属于吸热自发过程,吸附FB属于放热非自发过程.【结论】研究表明,G/CS可循环再生应用5次以上,去除率基本保持不变,是一种性能良好的染料吸附剂材料,为染料废水处理提供了新途径.     

磁性碳纳米管对酸性品红的吸附性能研究

研究了磁性碳纳米管对酸性品红的吸附特性,考察了吸附剂用量、吸附时间、酸性品红浓度、温度、pH值等因素对脱色效果的影响,探究了其吸附动力学和吸附热力学。结果表明:磁性碳纳米管对酸性品红的吸附符合准二级动力学模型。不同温度下磁性碳纳米管对酸性品红的吸附等温线可以用Langmuir方程及D-R模型进行描述。     

有机酸对酸性土壤吸附磷的影响

以棕红壤及其脱铁处理后包被Ａｌ（ＯＨ）３的土样为对象，用平稳吸附法研究了草酸等５种有机酸的浓度，ＰＨ值及有机酸与的加入方式对于对土壤吸附磷的影响。结果表明：供试１ｍｍｏｌ／Ｌ、８ｍｍｏｌ／Ｌ有机酸都使土壤（原状土或包被土）的磷吸附量降低、同一浓度下，其降低顺序是柠檬酸〉草酸〉酒石酸〉苯甲酸≥乙酸；加入柠酸、草酸浓度在１－８ｍｍｏｌ／Ｌ范围内，土壤吸附磷量随有机酸深度增高而下降，但包被土的下降幅度较     

Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂的制备及CWPO法处理酸性大红-3R废水

以γ-Al2O3为载体,采用分层浸渍法制备Cu-Ce-O/γ-Al2O3催化剂,将其用于常温常压条件下催化湿式过氧化氢氧化法(Catalytic Wet Hydrogen Peroxide Oxidation,CWPO)降解质量浓度为1 000 mg/L的酸性大红-3R染料废水,并探讨催化剂制备过程中Ce(NO3)3溶液浓度、Cu(NO3)2溶液浓度、吸附次数、焙烧温度和时间、升温速率等因素对催化剂活性的影响。结果表明,Cu-Ce-O/γ-Al2O3催化剂最佳制备工艺为0.2mol/L Ce(NO3)3溶液浸渍吸附2次、450℃下焙烧4 h预处理、1.0 mol/L Cu(NO3)2溶液浸渍吸附1次、550℃下焙烧3 h、升温速率为8℃/min;处理工艺为常压、反应温度30℃、进水pH3.0、双氧水投加量0.18mol/L、催化剂用量0.18 mol/L、反应3 h,可使酸性大红-3R的降解率达到98.16%,铜流失量控制在2.76mg/L以下。     

椰壳基生物炭的制备及其对酸性红73的吸附性

【目的】探讨椰壳生物炭对偶氮染料酸性红73(AR73)的吸附性能及吸附机理。【方法】以椰壳生物质为原料制备生物炭,并对其结构、形貌等基本性能及吸附特征进行研究。【结果】椰壳生物炭表面具有丰富的活性官能团,形貌为蜂窝状孔隙结构。其对AR73的吸附时间为360 min时,吸附达到平衡,吸附率为95.27%。吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,其是一个吸热、熵增自发的反应。【结论】因此,椰壳基生物炭是1种对AR73的吸附效率高的吸附材料。     

酸性纤维素酶对壳聚糖的降解作用研究

为确定特定酸性纤维素酶在降解壳聚糖制备壳寡糖的应用潜力,根据不同作用条件下壳聚糖的水解率,考察该纤维素酶降解壳聚糖的基本条件,具体结果为酶解温度50℃、pH 5.0、酶解时间4 h、纤维素酶用量为0.7 mL。在确定的最佳酶解条件下,考察了酶解过程中壳聚糖溶液粘度的变化,同时通过有机溶剂分级沉淀法,对纤维素酶降解壳聚糖的最终产物进行分析,发现最终产物中聚合度(DP)<8和8相似文献   

酸性改性蜂巢石及其对废水中氨氮吸附能力的试验研究

以蜂巢石的比表面积为指标,通过正交试验确定了蜂巢石最佳酸改性条件,并用经最佳酸改性后的蜂巢石对模拟氨氮废水进行吸附试验,探求不同的试验条件对废水中氨氮去除效果的影响,找寻去除氨氮的最佳条件。试验结果表明,在硫酸浓度为0.5mol/L、温度为35℃的条件下,改性30min 的蜂巢石比表面积最大,与原蜂巢石相比,比表面积增大了40%左右;对比改性前后样品的 SEM 电镜扫描结果,改性后的蜂巢石表面更粗糙,孔隙更显著,侵蚀痕迹更明显,更有利于吸附;改性后的蜂巢石对低浓度氨氮具有较强的吸附能力,并具有快速吸附、缓慢平衡的特点,而且对氨氮的吸附行为符合 Langmuir 和Freundlich 吸附等温方程。     

竹炭对龙胆紫溶液中酸性品红吸附工艺的优化

为筛选出竹炭对龙胆紫溶液中酸性品红吸附的最佳工艺优化条件,采用单因素试验方法,对其进行了试验研究。结果表明:竹炭用量为25mg时,脱色率较好,当竹炭用量大于25mg时,随着龙胆紫浓度的增大,脱色率逐渐降低;最佳吸附时间为4h;在中性条件下竹炭对酸性品红的吸附效果较好;在50℃时,竹炭对溶液中龙胆紫的脱色率约54.6%。     

白果壳遗态HAP/C复合材料对水中氨氮的吸附

为综合利用农林废弃物,以白果壳为植物模板、羟基磷灰石（HAP）为改性材料,制备了白果壳遗态HAP/C复合材料（PBGC-HAP/C-G）,并通过X射线衍射仪（XRD）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）和扫描电镜（SEM）等对其进行了表征,同时研究了溶液pH、初始浓度、吸附剂投加量等对其去除水中氨氮的影响。结果表明,PBGC-HAP/C-G是一种大孔材料,孔径主要介于35~200 μm之间。在溶液pH=5时,吸附效果最佳;吸附剂投加量的增加有利于氨氮的去除;粒径大小不是影响吸附效果的主要因素。准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型能很好地描述该吸附过程,吸附过程以化学吸附为主。在氨氮初始浓度为20、50、100 mg·L^-1时,拟合计算得到的理论平衡吸附量分别为0.45、1.10、2.15 mg·g^-1,与实验测定值0.46、1.15、2.18 mg·g^-1相近,可见PBGC-HAP/C-G可用作去除氨氮的吸附剂。     

蛋壳粉对水中酸性大红的吸附特征研究

采用扫描电镜、激光衍射粒度分析仪和比表面积及孔径分析仪对蛋壳粉(Eggshell powder,ESP)的表面微观结构、比表面积、孔容、孔径等进行了表征。通过静态吸附试验,研究了ESP对水中酸性大红的吸附特征和影响因子。结果表明,ESP对酸性大红的吸附过程符合Lagergren准二级动力学方程和Freundlich等温模型,是一个放热过程,不能自发进行,属物理吸附。最大吸附率为70.34%,吸附量为0.78 mg·g-1,pH和离子强度是影响吸附率的关键因素。ESP对酸性大红的吸附能力有限,可作为一种预处理方法,开发综合利用技术是扩大蛋壳资源应用前景的重要途径之一。     

三种不同生物质炭对2,4-二氯苯氧乙酸吸附特性的研究

以植物类生物质原料(玉米秸秆和毛杨树叶)、城市污泥两类原材料在400℃条件下制备生物质炭(秸秆、毛杨树叶以及城市污泥三种生物质炭分别表示为J400、Y400和W400),使用酸洗法去除生物质炭表面灰分优化生物质炭,采用批量吸附实验的方法分析三种生物质炭对2,4-二氯苯氧乙酸(简称2,4-D)的吸附特性,并结合元素分析及显微红外等分析方法,探讨生物质原料对生物质炭吸附2,4-D吸附特性的影响。结果表明:三种生物质炭的元素含量、O/C、H/C和(H+O)/C存在差异,大小顺序均为W400Y400J400,表明秸秆生物质炭具有更强的疏水性和更低的极性,有利于提高生物质炭对有机物的吸附能力。吸附试验显示秸秆生物质炭、杨树生物质炭、污泥生物质炭对2,4-D的吸附特性及吸附能力不同,吸附量大小依次为2.732、2.650、2.633 mg·g(-2)。三种生物质炭的红外光谱结果相似,但在O-H、饱和C-H和不饱和C-H面外振动等处存在差异;污泥生物质炭在吸附2,4-D后多处位点的吸收峰发生变化,而杨树和秸秆生物质炭发生变化的位点较少;污泥生物质炭与其他两种生物质炭对2,4-D的吸附机制差异较大。     

四氧化三铁-沸石复合材料去除水中铵和磷酸盐研究

通过实验考察了四氧化三铁-沸石复合材料对水中铵和磷酸盐的吸附-解吸性能。结果表明,四氧化三铁-沸石复合材料对水中铵和磷酸盐的去除率随吸附剂投加量的增加而增加。当溶液pH为4~9时,四氧化-三铁 沸石复合材料对水中铵的吸附能力较高;当溶液pH由9增加到11时,铵的吸附能力明显下降。四氧化三铁 沸石复合材料对水中磷酸盐的吸附能力随溶液pH的增加而降低。四氧化三铁-沸石复合材料对水中铵和磷酸盐的吸附动力学过程较好地满足准二级动力学模型。四氧化三铁 沸石复合材料对水中铵的吸附平衡数据较好地满足Langmuir等温吸附模型,对水中磷酸盐的吸附平衡数据可以采用Langmuir、Freundlich和Dubinin Radushkevich等温吸附模型加以描述。溶液共存的Ca²⁺、Na⁺和K⁺会抑制四氧化三铁-沸石复合材料对水中铵的吸附。溶液共存的Cl^-、SO₄^2-和NO₃^-会略微促进四氧化三铁 沸石复合材料对水中磷酸盐的吸附,而共存的HCO₃^-则会略微抑制对水中磷酸盐的吸附。采用0.1 mol/L NaCl溶液可以使吸附到四氧化三铁-沸石复合材料上的铵全部解吸下来。采用0.1 mol/L NaOH溶液可以使大部分吸附到四氧化三铁-沸石复合材料上的磷酸盐解吸下来。     

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。     

四种有机物料对Pb2+的吸附特性

为研究不同有机物料的性质特征以及对重金属离子的吸附能力,选用四种农林废弃物或其加工产物(锯末生物炭、玉米秸秆、鸡粪、食用菌菌渣),利用SEM、FTIR等方法对其形态和官能团进行表征,并通过对Pb~(2+)的批量吸附试验,考察了pH、时间、溶液初始浓度对吸附量的影响。结果表明,四种材料均能够有效吸附Pb~(2+),但吸附特性有一定差异。生物炭、秸秆、鸡粪最佳pH为5,且受pH影响较大;菌渣最佳pH为2,受pH影响不大。25℃、pH 5时四种材料均能较快地达到吸附平衡,且吸附量随时间的变化数据均符合准二级动力学模型,吸附量随初始浓度的变化数据均能较好地拟合Langmuir等温方程,其中生物炭的饱和吸附量远高于其他三种材料,达到411.52 mg·g~(-1),秸秆、鸡粪、菌渣的饱和吸附量分别为40.90、41.82、115.65 mg·g~(-1)。     

γ-聚谷氨酸/壳聚糖复合膜吸附性的影响因素分析

通过试验寻求γ-PGA/CS复合膜中γ-聚谷氨酸与壳聚糖的最佳合成比例,并对复合膜吸附性、吸水性和保水性进行研究。结果发现添加了γ-聚谷氨酸的复合膜,金属离子吸附力、吸水力和保水力皆有所增加,而聚谷氨酸和壳聚糖的比例为1:6的复合膜体现出更为明显优势,具有较强的保水性、吸水性和金属离子吸附能力。     

腐植酸对水体中五价钒的吸附

采用批次实验法,研究了腐植酸浓度、钒离子浓度、吸附时间、温度、溶液p H、离子强度、电解质等对腐植酸吸附水体中五价钒的影响。结果表明,钒溶液浓度为90.91 mg·L~(-1)条件下,腐植酸的浓度为1.09 g·L~(-1)时,腐植酸对钒的吸附量最大。随着钒溶液浓度的增加,吸附率逐渐降低并趋于0;而吸附量呈增加-缓慢增加-平衡的趋势;在腐植酸浓度为1.09 g·L~(-1)条件下,钒溶液浓度为1 818.18 mg·L~(-1)时,吸附量达到最大值,吸附等温线与Langmuir模型基本吻合。随着溶液pH、温度的增加,腐植酸对钒的吸附量逐渐减少,即在酸性、温度较低的条件下更有利于腐植酸对钒的吸附。随着溶液电解质浓度的增加,腐植酸对钒的吸附量逐渐降低。红外光谱和扫描电镜的结果显示,腐植酸对钒的吸附机制为钒在腐植酸的表面和内部形成稳定的络合物,这与腐植酸的O-H(或N-H)的氢键、C-O和C-H键的伸缩振动有关。因此,可以考虑用适量的腐植酸作吸附剂,去除水体中的钒,并调整环境条件增强吸附效果。     

木薯渣基生物质炭对水中Cd2+ Cu2+的吸附行为研究

以木薯渣为原料,制备不同温度(350、450、550℃)的生物质炭(BC350、BC450、BC550),对其性质进行表征,探究吸附时间、溶液初始浓度、温度、p H对生物质炭吸附Cd~(2+)、Cu~(2+)作用的影响。结果表明:生物质炭对Cd~(2+)、Cu~(2+)的吸附平衡时间随着生物质炭热解温度的升高而缩短,伪二级动力学模型能较好地描述吸附动力学特性(R20.983)。吸附等温线符合Freundlich模型和Langmuir模型,但Freundlich模型拟合的线性更好,R2分别在0.951~0.998和0.992~0.998之间,说明生物质炭对Cd~(2+)、Cu~(2+)的吸附为多层吸附。lg KF值表示吸附能力,随生物质炭热解温度的升高而增大,说明BC550吸附效果最好,对Cd~(2+)、Cu~(2+)的最大吸附量分别为15.55和5.44 mg·g-1。生物质炭对Cd~(2+)、Cu~(2+)的吸附具有自发的特性,吸附量随p H的增加先增加后下降,最适p H分别为5.5和6.5。     

改性废白土炭复合材料对恩诺沙星的吸附效应分析

以废白土为原料,分别在300、500℃和700℃条件下限氧热解制备废白土炭复合材料A&C300、A&C500、A&C700,采用H₃PO₄活化法对复合材料进行改性制备HA&C300、HA&C500和HA&C700,分析改性前后复合材料对恩诺沙星(ENR)的吸附效应,筛选出吸附效果最佳的材料;采用比表面积测试仪、扫描电镜-能谱分析、透射电镜、X射线光电子能谱仪及傅里叶红外光谱仪对筛选出的材料进行结构表征;研究改性复合材料吸附ENR的影响因素(ENR浓度、复合材料投加浓度和溶液pH),并结合吸附动力学、等温吸附模型和吸附热力学探究其对ENR的吸附作用机制。结果表明:未改性的废白土炭复合材料对ENR吸附效果较差,而采用H₃PO₄改性后的复合材料对ENR吸附效果均有所提升,其中HA&C300吸附效果最佳;与A&C300相比,HA&C300表面官能团丰富度和含氧官能团数量增加,疏水性增强,比表面积和总孔容分别为45.72 m²·g^-1和0.10 cm³·g^-1,分别是A&C300的1.54倍和1.59倍;当ENR初始浓度为10 mg·L^-1时,HA&C300对ENR吸附的最佳参数为投加浓度0.5 g·L^-1、pH 6,此时去除率最高达到92.34%,是A&C300去除率的2倍,最大吸附量达66.79 mg·g^-1。HA&C300对ENR的吸附过程符合拟二级动力学方程和Freundlich模型,吸附过程主要受控于化学吸附,为自发的吸热反应,吸附机制包括氢键、π-πEDA、疏水作用和孔径填充。     

负载TiO2/WO3粉煤灰分子筛表征及对水中高浓度活性红X-3b光催化性能

用水热合成法将热电固废粉煤灰制备成分子筛F,将其作为材料基板,用浸渍法分别负载TiO_2/WO_3,制成粉煤灰分子筛光催化剂Ti/F、W/F、W&Ti/F。通过SEM-EDS、XRD和BET对4种材料作表征,研究催化剂光催化去除水中高浓度活性红X-3b效果及反应动力学特性。结果表明,F中含Ti不含W,Ti主要以金红石型TiO_2单晶存在。与F相比,Ti/F新增TiO_2晶型为钛锐型TiO_2,Ti以锐钛型和金红石型混晶存在;F负载WO_3改变表面结构,平均孔径增加,活性红吸附率增加,W取代F中金红石型Ti明显降低Ti含量;W&Ti/F的Ti、W双负载(0.5:0.5)使Ti和W负载量分别高于Ti/F和W/F,但锐钛型和金红石型混晶TiO_2量明显低于Ti/F,光催化活性低于Ti/F。Ti/F、W/F、W&Ti/F、F均对水中高浓度活性红X-3b具有光催化活性。催化活性成分主要为锐钛型和金红石型TiO_2。Ti/F光催化效果最好;在最优条件下,紫外光照630 min,2 000 mg·L~(-1)活性红X-3b去除率为95.74%;其次为F,93.83%;W&Ti/F和W/F去除率分别为87.78%和87.60%。光催化反应20℃下符合一级动力学反应,40℃下符合二级动力学反应。Ti/F和F分子筛对2 000 mg·L~(-1)活性红X-3b具有高光催化活性,使光催化处理活性红X-3b浓度范围显著提高。