P(AA-co-AM)/MMT复合材料吸附Pb~(2+)的动力学行为

采用原位聚合法成功制备出了一种具有网络交联结构的P(AA-co-AM)/MMT复合材料,通过FT-IR、XRD、TG和SEM对复合物结构和性能进行了表征,并研究了P(AA-co-AM)/MMT复合材料对Pb~(2+)的吸附行为。结果表明,MMT已成功接枝在P(AA-co-AM)聚合物网络中,形成热稳定较好的复合物。通过SEM发现,MMT无机粒子的引入,使P(AA-co-AM)/MMT复合材料具有更大的比表面积和吸附位点。吸附试验发现,P(AA-co-AM)/MMT复合材料对Pb~(2+)的吸附是一个非常迅速的过程,并在p H=5. 0、吸附时间18 min、Pb~(2+)溶液初始浓度0. 01 mol/L和P(AA-coAM)/MMT用量0. 10 g的条件下,复合吸附剂对Pb~(2+)的吸附量达到419. 2 mg/g,且吸附过程符合Langmuir等温吸附模型。与蒙脱土相比,复合吸附剂具有更高的吸附容量。     

纳米四氧化三铁沸石微球吸附废水中铅离子研究

采用纳米Fe_3O_4对人造沸石(NZ)进行改性,研究了吸附剂投加量、废水pH、不同交联剂、离子含量等对改性磁性沸石微球去除废水中Pb~(2+)性能的影响,分析了改性沸石的吸附动力学和吸附等温线。结果表明,在Pb~(2+)溶液pH=3,吸附剂投加量为0.6 g/L条件下,钙交联纳米Fe_3O_4改性沸石微球(Ca-MZS)对溶液中Pb~(2+)的去除率达93.4%,最大吸附量为77.1 mg/g,较NZ的最大吸附量8.02 mg/g有明显提高。Ca-MZS比铁交联纳米Fe_3O_4改性沸石微球(Fe-MZS)的最大吸附量高2.57 mg/g。Ca-MZS对Pb~(2+)的吸附过程符合准2级动力学模型和Freundlich模型。Pb~(2+)溶液分别加入Na~+、K~+时,Ca-MZS对Pb~(2+)去除率分别下降了9.3个、16.1个百分点。     

聚苯胺/聚苯乙烯复合材料的制备及对Pb~(2+)吸附性能的研究

采用机械掺杂法制备了聚苯胺/聚苯乙烯(PANI/PS)共混物,并用红外光谱表征了复合材料的目标结构。研究了pH、Pb~(2+)初始浓度以及吸附时间、温度对PANI/PS复合材料吸附Pb~(2+)的性能影响,并拟合了Pb~(2+)吸附过程的动力学模型和等温模型。结果表明:pH为4.5时,PANI/PS复合材料对Pb~(2+)的吸附容量最大,所需吸附平衡时间为50 min。PANI/PS复合材料对Pb~(2+)的吸附容量随着Pb~(2+)初始浓度的增大而增大,当Pb~(2+)浓度大于300 mg/L时,对Pb~(2+)的吸附容量变化速率放缓。PANI/PS复合材料对Pb~(2+)的吸附过程遵循Langmuir等温模型与准二级动力学方程,在15～50℃为自发吸附过程。     

肉骨生物炭对重金属Pb~(2+)的吸附特性

为研究以病死猪以炭化焚烧法制备的肉骨生物炭对水溶液中Pb~(2+)的吸附特性,分析了吸附时间、吸附剂用量、Pb~(2+)的初始含量等因素对吸附效果的影响。结果表明,对于50 mL质量浓度400 mg/L的Pb~(2+)溶液,当溶液初始pH为5.5、肉骨生物炭投加量为200 mg、吸附时间为240 min时,肉骨生物炭对Pb~(2+)的吸附效果达到最佳,吸附量为99.37 mg/g,Pb~(2+)去除率达到99%以上。肉骨生物炭对Pb~(2+)的动力吸附过程可以由准2级动力学模型很好地拟合;Langmuir方程描述的单分子层吸附模型能更好地拟合其等温吸附过程,饱和吸附量为106.4 mg/g。相比于玉米秸秆生物炭,肉骨生物炭对Pb~(2+)有更大的吸附容量和更快的吸附速率,是性能较好的Pb~(2+)吸附材料。     

改性泥炭对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的单一及竞争吸附研究

以强碱改性泥炭,研究改性泥炭对Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附效果及竞争吸附机制。结果表明,改性泥炭对Pb~(2+)、Cd~(2+)具有显著的吸附效果,吸附容量分别由118,64 mg/g提高到225,95 mg/g;FTIR分析表明,吸附过程为Pb~(2+)、Cd~(2+)与—OH、—COO-、C—H等官能团的络合作用或者离子交换作用。当吸附时间为70 min,pH在4～8,改性泥炭添加量分别为0.8,1.6 g/L时,可达到高效与经济双层效益。竞争吸附中,Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附容量均低于单一离子时的吸附容量,且竞争吸附能力Pb~(2+)Cd~(2+)。     

戊二醛交联壳聚糖席夫碱的合成及其对Pb~(2+)吸附性能的研究

以化学法和微波法分别制备香草醛接枝壳聚糖(CTSV)和戊二醛交联香草醛接枝壳聚糖(CTSV-G)以用作对Pb~(2+)的吸附。通过红外光谱仪,X射线小角衍射仪和扫描电子显微镜表征其结构,同时考察了其吸附动力学和p H等影响因素对交联产物吸附性能的影响。红外光谱以及XRD谱图结果均表明了壳聚糖发生接枝和交联反应,以及扫描电镜下观察到其孔洞结构的增加。经吸附实验测得低Pb~(2+)浓度条件下,其吸附过程满足二级吸附动力学,并且戊二醛交联壳聚糖席夫碱在强酸溶液中对Pb~(2+)有卓越的吸附性能。     

羟丙基-β-环糊精修饰磁性纳米材料吸附重金属性能研究

合成了羟丙基-β-环糊精修饰的Fe_3O_4磁性纳米材料(HP-β-CDCP-MNPs),用红外光谱法、元素分析法、热重分析法等技术手段对合成的磁性纳米材料进行了表征,考察了其对重金属Pb~(2+)、Cd~(2+)、Co~(2+)的吸附,对pH、吸附时间、吸附温度等吸附条件进行了优化。结果发现,在优化条件下其对金属离子吸附能力为Pb~(2+)Cd~(2+)Co~(2+),吸附在70min内能达到平衡,吸附容量分别为69.82、16.22、12.65mg/g。     

玉米芯改性前后对水中重金属去除的研究

以玉米芯为吸附剂,经氢氧化钠(NaOH)和硫酸(H_2SO_4)改性得到改性吸附剂,研究改性吸附剂对镉、铬、铅吸附性能的影响。实验研究了吸附时间和吸附初始浓度对吸附效果的影响。结果表明,改性玉米芯吸附剂对Cd~(2+)、Cr~(3+)、Pb~(2+)三种重金属离子的吸附能力都增强,且对Pb~(2+)的吸附效果最好,其吸附顺序为Pb~(2+)Cr~(3+)Cd~(2+);在初始质量浓度为400 mg/L时,酸改性的玉米芯对Cd~(2+)、Cr~(3+)、Pb~(2+)吸附容量为15、26、37 mg/g,而碱改性的玉米芯对Cd~(2+)、Cr~(3+)、Pb~(2+)吸附容量分别为17、29、59 mg/g。相对酸改性,碱改性的吸附剂对Cd~(2+)、Cr~(3+)、Pb~(2+)吸附量提高了14.54%、11.22%、57.86%。     

介孔材料麦羟硅钠石吸附Pb~(2+)的行为及机理

对水热合成法制备的介孔材料麦羟硅钠石(magadiite)对重金属离子Pb~(2+)吸附性能进行了探索,考察了吸附过程中麦羟硅钠石的投加量、溶液pH值、吸附时间和Pb~(2+)初始浓度等因素对Pb~(2+)去除率和吸附量的影响,并运用BET法计算麦羟硅钠石的比表面积和平均孔径,对吸附剂吸附前后的结构进行表征,并分析了吸附行为和机理。结果表明:麦羟硅钠石的平均孔径为19 nm,平均孔容约为0.087 6 cm~3/g;麦羟硅钠石对Pb~(2+)的吸附量和去除率随着溶液pH值的增大而增大,当pH值大于5时,吸附量和去除率趋于稳定;在优化条件下,麦羟硅钠石对Pb~(2+)的最大去除率为93.2%。用准一级和准二级吸附动力学模型以及动边界模型拟合麦羟硅钠石吸附Pb~(2+)的吸附过程。结果表明:准二级动力学模型更适合描述其吸附过程,且膜扩散过程和颗粒扩散过程为吸附过程的速率控制步骤。另外,利用Langmuir和Freundlich等温线模型分析表明,Langmuir模型能很好地描述麦羟硅钠石对Pb~(2+)的吸附过程,由其获得的最大吸附量为54.26 mg/g,吸附机理兼有物理吸附和化学吸附,但以化学吸附为主。     

烟柴杆废渣对Pb~(2+)的吸附性能研究

对烟柴杆废渣吸附Pb~(2+)性能进行研究,考察了吸附剂用量、溶液p H、吸附时间和Pb~(2+)初始浓度对烟柴杆废渣吸附水溶液中Pb~(2+)的影响,并对吸附平衡数据进行了拟合。实验结果表明,烟柴杆废渣对Pb~(2+)具有良好的吸附性能,在Pb~(2+)质量浓度为50 mg/L,吸附剂质量浓度为2 g/L,p H为5.5,吸附时间为10 min条件下,烟柴杆废渣对Pb~(2+)的去除率达到92.8%。烟柴杆废渣对Pb~(2+)的吸附过程符合Langmuir等温吸附。烟柴杆废渣吸附Pb~(2+)主要是由于静电引力,红外谱图分析表明,烟柴杆废渣吸附Pb~(2+)的官能团主要为羟基和羧基等。     

新型聚合物网络水凝胶制备及其吸附性能研究

为同步吸附复合污水中的重金属离子及含酚化合物,利用半胱氨酸接枝改性β-环糊精(β-CD)得到巯基接枝β-环糊精(β-CD-Cys),氧化偶合反应巯基得到二硫键交联型新型聚合物网络水凝胶。通过红外光谱(IR)、核磁共振谱(~1H NMR)结合扫描电镜(SEM)表征其中间及最终产物,考察新型水凝胶热稳定性能和溶胀性能,并测试其分子-离子同步识别性能。结果表明,设计的反应路线合理,成功制得新型聚合物网络水凝胶,该新型水凝胶具有良好的热稳定性、溶胀性。同步去除重金属离子和含酚污染物的性能较优,对Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cr~(3+)、Zn~(2+)和苯酚的最大吸附量分别为172.16、465.56、65.98、187.55、46.55mg×g~(-1)。新型聚合物网络水凝胶对重金属离子及苯酚的吸附符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir吸附等温线。     

环糊精聚合物对碱性品红的吸附

以β-环糊精及氯乙酸为起始原料,环氧氯丙烷为交联剂,合成了具有不同取代度和不同交联度的羧甲基-β-环糊精交联聚合物(PCM--βCD)。研究了吸附时间(振荡时间)、溶液酸度、温度、碱性品红初始浓度等吸附条件对吸附性能的影响,考察了不同取代度和不同交联度的PCM-β-CD对碱性品红的吸附能力。实验结果表明:室温条件下振荡2 h即可达到吸附平衡;pH值为5~6时吸附效果较好。PCM-β-CD对碱性品红的吸附量与碱性品红溶液初始浓度有关。随着碱性品红溶液质量浓度增加,PCM-β-CD的QA也逐渐增加;QA随取代度的增大而降低,而交联度对QA则无明显影响;用IR和XRD表征了PCM-β-CD的结构。     

聚丙烯酰胺磷酸锆对Pb~(2+)的吸附性质研究

使用溶胶-凝胶法合成聚丙烯酰胺磷酸锆,研究其对Pb~(2+)的吸附行为。结果表明,0.10 g聚丙烯酰胺磷酸锆,加入0.20 g/L Pb~(2+)溶液20.00 mL,24 h时已基本吸附饱和,q_e=18.50 mg/g,η=84.49%。当Pb~(2+)初始浓度增加到0.70 g/L时,吸附容量达到最大,在pH=3.72时吸附容量最大。混合金属溶液吸附实验表明,聚丙烯酰胺磷酸锆对Pb~(2+)具有高的选择性,k_(dPb)/k_(dNi)=23.76,k_(dPb)/k_(dCu)=6.680。吸附速率符合准二阶动力学方程。吸附等温线符合Langmuir吸附模型和Freundlich吸附模型。     

PSSMA修饰磁性氧化石墨烯对Pb2+、Cu2+ 的吸附性能

以氧化石墨烯(GO)、FeCl_3·6H_2O及聚(4-苯乙烯磺酸-共聚-马来酸)钠盐(PSSMA)为主要原料,通过简便一步溶剂热法制备了阴离子聚电解质修饰磁性氧化石墨烯(MGO@PSSMA),并将其用于水溶液中重金属Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附去除。采用FTIR、SEM、TEM、VSM和DLS对制备的MGO@PSSMA进行了表征。考察了溶液pH、吸附时间、溶液初始质量浓度对Pb~(2+)、Cu~(2+)在MGO@PSSMA及未经PSSMA修饰磁性氧化石墨烯(MGO)上吸附的影响。探讨了吸附等温过程、吸附动力学及吸附作用机理。结果表明:MGO表面引入PSSMA可有效增加其对Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附量。在pH=5,溶液初始质量浓度为300 mg/L时,MGO@PSSMA对Pb~(2+)和Cu~(2+)的实际吸附量达141.1和104.8 mg/g。当溶液初始质量浓度为150 mg/L时,MGO@PSSMA对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附平衡时间分别为2和1.5 min。MGO@PSSMA对Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附动力学及吸附等温数据分别符合准二级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温模型。使用乙二胺四乙酸(EDTA)和HCl可实现MGO@PSSMA的有效再生;通过外加磁场作用可实现MGO@PSSMA的回收再利用。     

精氨酸修饰磁性海泡石对Pb~(2+)的吸附研究

通过对天然海泡石磁化和精氨酸表面修饰,制备了一种氨基酸修饰的磁性海泡石(L-Arg-MSEP)。采用SEM、VSM、XRD、FTIR和BET方法对其结构进行表征和分析,对比在不同pH值、吸附剂投加量、时间、温度和初始浓度条件下,海泡石及其复合改性海泡石对水中Pb~(2+)的吸附效率。结果表明,L-Arg-MSEP不仅具有超顺磁性,而且成功引入氨基,有利于提高其对Pb~(2+)的吸附性能;在30℃,溶液pH为5.0,Pb~(2+)的初始浓度为200 mg/L,吸附剂投加量为2 g/L的最佳吸附实验条件下,L-Arg-MSEP对Pb~(2+)的最大吸附量为130.59 mg/g;L-Arg-MSEP对Pb~(2+)的吸附更符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。吸附过程为自发的放热过程。     

KMnO_4改性甘蔗渣对水中Pb~(2+)的吸附

采用不同浓度的高锰酸钾溶液对甘蔗渣进行改性,并用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和X射线衍射(XRD)对改性前后甘蔗渣的物化性能进行表征。研究了改性甘蔗渣对Pb~(2+)的吸附动力学和吸附等温线,并对吸附机理进行初步探讨。结果表明:改性甘蔗渣吸附Pb~(2+)的过程符合准二级动力学模型,改性甘蔗渣对Pb~(2+)的吸附等温线符合Langmuir方程;KMn O4(0.5 mmol/L)改性甘蔗渣的吸附机理为化学配位反应;KMn O4(30 mmol/L)改性甘蔗渣吸附Pb~(2+)的过程形成了内层表面络合物。     

Box-Behnken优化CS/PEG/β-CD膜及其对Cu~(2+)的吸附

采用单因素试验结合Box-Behnken响应面法,以吸附容量为指标,考察壳聚糖(CS)、聚乙二醇(PEG)、β-环糊精(β-CD)、乙烯基三乙氧基硅烷(JH-V151)等因素对制备的CS/PEG/β-CD复合膜处理含铜废水性能的影响。确定CS/PEG/β-CD复合膜的最佳制备条件:m(PEG)∶m(CS)=3∶7,m(β-CD)∶m(CS)=1∶5,JH-V151无水乙醇溶液体积分数为9%。在pH为6、实验温度为55℃、实验时间为3 h时,膜对Cu~(2+)的最大吸附量为49.20 mg/g,去除率达到98.40%,吸附过程可以较好地用伪二级动力学模型描述,数据可应用Langmuir等温模型拟合,膜对Cu~(2+)的理论饱和吸附量为140.06 mg/g。     

KMnO4改性汉麻废弃物对水体中Pb2+吸附工艺优化研究

建立了汉麻废弃物KMnO_4改性方法及其对水体中Pb~(2+)吸附工艺优化方案,以汉麻废弃物为切入点,通过KMnO_4预处理,制备成表面富含Mn—O基团吸附剂,达到吸附Pb~(2+)净化水体的目的。通过单因素分析确立3因素3水平正交试验方案,确定了改性汉麻废弃物对水体中Pb~(2+)吸附最佳工艺:溶液pH 4.5、吸附时间20 min、改性汉麻废弃物吸附剂投放量与Pb~(2+)离子浓度比值(A/C)25条件下,改性汉麻废弃物吸附容量最大为40.25 mg/g。KMnO_4改性汉麻废弃物Pb~(2+)吸附剂具有易制备、环保、高效等优点。     

改性玉米芯的制备及其对Pb~(2+)吸附性能研究

在N,N-二甲基甲酰胺中,以次磷酸钠为催化剂,采用柠檬酸对氢氧化钠处理过的玉米芯进行化学改性,制备得到生物吸附剂,并研究其对Pb~(2+)的吸附性能。通过探讨投加量、吸附时间、Pb~(2+)溶液的不同吸附温度、pH等因素研究改性玉米芯对废水Pb~(2+)吸附性能的影响。结果表明,改性的玉米芯投加质量为0.5 g、pH为7、Pb~(2+)初始质量浓度为100 mg/L时,吸附性能较好,吸附平衡时间t为120 min,最大吸附率为88.10%、最大吸附量为35.24 mg/g。可以用准二级动力学方程和Langmuir方程描述改性玉米芯的吸附过程。     

硝酸铁改性活性炭吸附Pb(Ⅱ)的性能研究

为提高活性炭对Pb~(2+)的吸附效果,用硝酸铁对活性炭进行了改性处理。采用BET、SEM、Boehm等方法对改性前后活性炭的理化特性进行了表征,考察了吸附时间、p H、吸附剂投加量对改性前后活性炭吸附Pb~(2+)效果的影响。结果表明,相比于未改性活性炭(GAC),硝酸铁改性活性炭(Fe-GAC)比表面积减少,酸性含氧官能团增加,极性增强。对于质量浓度为10 mg/L的Pb~(2+)溶液,Fe-GAC的最佳投加量为2.0 g/L,此条件下Pb~(2+)去除率可达到98.73%,比采用GAC提高了30.15%。吸附剂吸附Pb~(2+)过程与Langmuir吸附等温线方程拟合较好,相关系数R2在0.99以上。