螯合树脂对铜离子的吸附动力学和热力学

针对以谷氨酰胺-铜(II)配合物为供体酶法制备茶氨酸体系,研究了D401螯合树脂对Cu2+的吸附,探讨了吸附过程的热力学和动力学,通过红外光谱鉴定了树脂的配位结构. 结果表明,树脂吸附量随离子浓度和温度升高而增加,当pH为5.6时吸附量最大,达1.887 mmol/g. 不同温度下Langmuir方程均呈现很好的拟合度. 热力学平衡方程计算得DG<0, DH=21.5 kJ/mol, DS>0,表明该吸附过程是自发的、吸热、熵增加的过程. 动力学研究表明,该过程符合准二级动力学模型,吸附反应速率由颗粒扩散和液膜扩散共同控制. 该树脂在较宽的pH范围内对Cu2+具有很好的选择吸附性,可用于酶转化茶氨酸体系中Cu2+的去除.     

原花青素在HZ818树脂上的吸附热力学和动力学

通过在不同温度下的静态吸附实验,研究了葡萄籽原花青素在大孔树脂HZ818上的吸附热力学及动力学特性。分别采用Langmuir、Freundlich等温式对不同温度下的等温吸附数据进行拟合,采用Largergren拟一级动力学模型、拟二级动力学模型和颗粒内扩散动力学模型对吸附动力学数据进行分析。结果表明:原花青素在HZ818树脂上的吸附量随着温度的升高而增大,等温吸附数据更符合Langmuir等温吸附方程,吸附焓变大于0,吉布斯自由能变小于0,HZ818树脂对原花青素的吸附过程为自发进行的吸热过程;吸附动力学更符合拟二级动力学模型,过程受主要包括颗粒内扩散在内的多因素共同影响。     

三甲铵型阴离子交换树脂的制备及其对Cr(VI)的吸附性能

用氯乙酰化聚苯乙烯树脂代替传统的氯甲基化聚苯乙烯树脂,通过与三甲胺反应得到一种新型的三甲铵型强碱性阴离子交换树脂,对该树脂进行了红外光谱表征、元素分析及微孔结构的测定,同时研究了其对Cr(VI)的静态吸附性能. 结果表明,该树脂对Cr(VI)的吸附量随pH的降低而增加,pH=2时最大吸附量达117 mg/g. 吸附过程在实验浓度范围内符合Langmuir和Freundlich方程,相关系数分别为0.9988和0.9769. 动力学研究表明,吸附过程符合Boyd液膜扩散方程,相关系数为0.9927. 热力学函数DG0<0,表明该吸附过程为自发过程;DH0=-3648.16 J/mol,说明该吸附过程为放热过程,同时DS0=3.98 J/(K×mol),说明吸附过程熵增加占主导作用. 吸附后用5%的NaOH可以将Cr(VI)洗脱,洗脱率达96%以上.     

离子交换树脂吸附铬(Ⅵ)的热力学和动力学研究

采用静态吸附法,研究用201×7阴离子交换树脂吸附Cr(Ⅵ)的过程和机理。结果表明,在一定的浓度范围内,201×7阴离子交换树脂对Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温线,以离子交换吸附为主,但Langmuir方程更能准确反映该交换吸附过程。测得热力学参数△H=4.182 kJ/mol,△S=34.80 J/(mol.K),△G=-6.195 kJ/mol。动力学研究表明,该树脂吸附Cr(Ⅵ)受颗粒扩散控制,铬的吸附速率常数为k=3.25×10-4s-1,内扩散系数随溶液pH值的增大而减小。     

D201树脂吸附SO42-的动力学、热力学特性及表征分析

将国产D201大孔强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂应用于废水中SO2-4吸附脱除,分析其吸附动力学和热力学特性,并通过X射线衍射、红外光谱和扫描电镜对吸附前后的树脂进行表征,对吸附机理进行了探讨。结果表明,吸附过程符合准二级动力学模型,理论平衡吸附量qe'=63.291 mg/g(实际qe=62.585 mg/g),过程控速步骤为液膜扩散,液膜扩散常数k=0.162 3,可通过加速搅拌或增大树脂的孔径来获得更快的反应速度;Langmuir吸附等温式拟合度更好,D201对SO2-4的吸附作用为单分子层吸附,且为优惠吸附,吸附过程为吸热过程;D201为非晶态物质,表面带有很大活性,存有很多的微细孔和大网孔,饱和吸附后孔道更加清晰,表面更加平整,且结构中出现磺酸基SO3H—特征峰,为SO2-4与D201树脂季铵基[—N(CH3)3OH]反应的结果。     

大孔吸附树脂XAD-4对聚乙二醇的吸附性能

以大孔吸附树脂XAD-4为吸附剂,采用静态平衡吸附法吸附模拟聚乙二醇(PEG)废水,考察了初始pH值、吸附时间、吸附剂投加量和温度等因素对PEG去除效果的影响. 结果表明,pH值对吸附过程的影响可忽略不计. 当XAD-4树脂投加量为0.3 g/L时,PEG去除率可达89%,平衡吸附量Qe=59.95 mg/g. PEG在XAD-4树脂表面上均一分布,Langmuir, Dubinin-Radushkevich和Sips模型可较好地模拟其等温吸附过程. 不同温度下均为自发的放热吸附过程. 动态吸附数据符合拟二级动力学方程.     

Study on Synthesis of Chitosan Coated Cellulose to the Adsorption Properties for Au~（3＋）

合成了壳聚糖包覆纤维素（CHCC）吸附剂,其结构经FTIR、元素分析进行表征。研究了对Au3＋的吸附包括pH的影响、吸附动力学、吸附选择性和吸附热力学。结果表明：吸附容量受pH影响较大;液膜扩散是吸附的主控制步骤,pH=3时优先选择吸附Au3＋;吸附热力学符合Freundlich模型。-NH2、-OH参与对Au3＋的吸附,树脂中的-CHO可能被Au3＋氧化。     

碱性树脂吸附富马酸及富马酸与葡萄糖的分离

从6种碱性离子交换树脂中筛选得到强碱性树脂IRA-400,考察了该树脂在不同pH值、不同葡萄糖浓度下对富马酸和葡萄糖的吸附及富马酸在该树脂上的静态吸附等温线、吸附动力学及动态吸附与洗脱. 结果表明,在高葡萄糖浓度下,树脂IRA-400对富马酸的亲合力均大于对葡萄糖的亲合力;对富马酸的吸附等温线符合Freundlich方程,方程的特征参数n>1,属优惠吸附;不同pH值下的吸附动力学研究表明,液膜扩散是吸附过程的主要控制步骤,符合Boyd液膜扩散模型,液膜扩散速率常数k￠均小于0.15 min-1;动态实验结果表明,采用去离子水和1.0 mol/L NaOH交替洗脱树脂,可实现葡萄糖和富马酸的有效分离.     

大孔吸附树脂HZ816对红霉素的固定床吸附过程研究

在上柱质量浓度为2.31—6.56 mg/mL、流量为14.33—42.80 mL/h的范围内研究了固定床吸附柱中大孔吸附树脂HZ816对红霉素的动态吸附过程,考察了原料液质量浓度和进口流量等操作参数对穿透曲线的影响。并采用基于液膜及孔内扩散模型的动力学模型,同时考虑吸附树脂颗粒内外扩散阻力及轴向扩散的影响,研究了固定床上红霉素在大孔吸附树脂中的吸附动力学,并从穿透曲线回归得到液膜传质系数孔内扩散系数。结果表明,在实验范围内,该模型能较好地描述红霉素在HZ816树脂上的吸附过程,由模型拟合得到的液膜传质系数随着原料液质量浓度减小而增大,随着流量升高而增大;孔内扩散系数随着原料液质量浓度增大而减小,随着流量升高而减小。为采用大孔吸附树脂HZ816吸附技术分离纯化红霉素工艺提供了实验和理论基础。     

功能化火山石对重金属废水中Cu2+吸附性能研究

通过对火山石进行热处理和强酸强碱改性,得到了性能优良的火山石吸附材料。利用SEM、BET对三种火山石进行结构表征,并探讨了pH、离子强度、吸附时间、初始浓度对改性火山石去除铜离子废水吸附效果的影响。强酸强碱改性火山石的吸附性能最为优异,在pH=5、无机盐浓度为20 mmol/L条件下,吸附150 min可达到饱和状态,吸附量可达0. 35 mmol/g。等温吸附行为符合Langmuir和Freundlich吸附模型,且Langmuir等温吸附模型的拟合效果更好;动力学吸附行为更符合准二级动力学模型,主要表现为离子交换过程。     

ENRICHMENT AND PURIFICATION OF BITESPIRAMYCIN USING MACROPOROUS RESIN

Bitespiramycin was purified by selective adsorption. The adsorption and desorption properties of bitespiramycin on six different macroporous resins (HZ806, HZ816, HZ820, HZ830, XAD16, and SP207) were compared systematically. According to the adsorption capacity and selectivity towards 4″-O-isovalerylspiramycin, HZ820 was chosen as the most suitable resin for bitespiramycin purification. The equilibrium data on HZ820 in a batch system were well described by Langmuir and Freundlich models. The film and pore diffusion model was successfully measured in batch adsorption kinetics. Dynamic adsorption and desorption experiments were also performed using a packed column of HZ820 to optimize the separation process of 4″-O-isovalerylspiramycin from aqueous solution. After being treated with HZ820, the 4″-O-isovalerylspiramycin content increased from 80.4% to 91.7%, and the 4″-O-isovalerylspiramycin III content increased from 41.7% to 64.4%.     

多孔树脂及碳纳米管对环丙沙星的吸附行为与机理

以环丙沙星为研究对象,研究了多孔树脂(超高交联树脂MN-202,氨基修饰树脂MN-150,大孔树脂XAD-4)和多壁羧基碳纳米管C-MWCNT对环丙沙星的吸附行为和机理。结果表明:吸附剂的吸附量随溶液pH值的升高呈先增加后减小的变化趋势。3种树脂的吸附能力随溶液离子强度的增强而提高,而碳纳米管则呈相反趋势,这是因为疏水作用和静电引力对两类吸附剂的贡献不同。环丙沙星在4种吸附剂上的吸附动力学都符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型。升高温度可以增强MN-202和MN-150的吸附能力,可能是微孔填充受温度影响;温度对XAD-4吸附能力的负相关作用是由于疏水作用,是主要吸附机理。对于C-MWCNT,温度对它的影响很小,这是由于疏水作用、静电作用、π-π键和氢键的共同作用。     

红霉素在大孔树脂上的吸附动力学研究

采用液膜及孔内扩散模型,模拟不同温度和不同红霉素(EM)初始浓度条件下,大孔吸附树脂HZ816及XAD16吸附红霉素的动态吸附曲线,并获得液膜传质及孔内扩散系数;考察了温度及溶质浓度对红霉素在两种树脂中吸附动力学的影响.结果表明,在实验范围内,红霉素在HZ816和XAD16两种树脂上的吸附平衡数据满足Langmuir吸附等温线方程,液膜及孔内扩散模型能较好地描述红霉素在两种树脂上的吸附动力学,同时,模型拟合得到的液膜传质系数随着温度的升高而增大,随着初始浓度的增大而增大,孔内扩散系数随着温度的升高而增大,随着初始浓度的增大而减小.     

Macroporous polystyrene resins as adsorbents for the removal of tetracycline antibiotics from an aquatic environment

Six macroporous polystyrene resins (strong‐acid resins D001, D061, D072, and NKC‐9, strong‐base resin D201, and alkalescent resin D370) were selected as adsorbents for removing tetracycline (TC) and doxycycline hydrochloride (DC) from aqueous solutions. The solution pH and ionic strength had significant effects on the sorption of TC and DC. The basic resins D201 and D370 exhibited strong sorption capabilities (70.08–105.60 mg/g) at pH 4–9, but strong‐acid resins showed good sorption abilities only under acidic conditions of pH 2–3 (83.30–95.78 mg/g). The inhibitory effect of the ionic strength was much weaker for D370 than for D201. The adsorption ratio of TC and DC on D201 and D370 were all above 90% when the amount of adsorbent exceeded 50 mg. By performing kinetic experiments, we determined that the pseudo‐second‐order model fit the data best for DC sorption on the six resins and TC sorption on D201 and D370, but the pseudo‐first‐order model fit the data of TC sorption on the four strong‐acid resins better at pH 7.0. Intraparticle diffusion was not the only rate‐controlling step, and an initial external mass transfer or chemical reaction might have existed in the sorption process. The Langmuir equation was the best isotherm equation to describe the sorption with a monolayer sorption maximum larger than 98.04 mg/g under all temperatures. Thermodynamic studies showed that the sorption of TC and DC on the resins was thermodynamically feasible and spontaneous. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2014 , 131, 40561.     

大孔吸附树脂分离纯化Pneumocandin B0的研究

研究了用大孔吸附树脂从发酵液中提取Pneumocandin B0（PB0）的工艺条件.从8种大孔吸附树脂中筛选出HZ818吸附PB0效果较好,静态吸附量可达10 436 μg·g-1.以HZ818树脂吸附饱和后,先用40％乙醇洗脱去除杂质、再用85％乙醇解吸,解吸收率这91.6％,PB0浓度富集20倍以上,色谱纯度由13.3％提高至78.6％.该吸附-洗涤-解吸工艺简单易行、成本低、环保,适合工业化生产.     

大孔树脂法分离纯化阿维菌素工艺研究

研究了大孔树脂分离纯化阿维菌素的工艺。采用HPLC检测方法,从7种大孔树脂中筛选出吸附阿维菌素性能最好的树脂并优化其吸附和洗脱参数。结果表明,采用大孔树脂HZ816吸附阿维菌素的效果最佳,其动态吸附量为62mg·mL^-1,在吸附流速为1．5～2BV·h^-1、90％乙醇作为洗脱剂的优化条件下,解吸收率大于90％、阿维菌素中B1a含量大于91％、总收率大于65％。该阿维菌素分离纯化方法工艺简单。分离效果好,适于工业化生产。     

米格列醇在大孔D001树脂上的离子交换性研究

为掌握米格列醇在离子交换树脂上的吸附行为,采用改变恒温振荡器的温度、震荡速率和溶液pH值来研究固定浓度的米格列醇溶液在定量树脂上的离子交换吸附行为,并结合热力学和动边界模型对交换过程进行分析.结果表明:吸附温度增大,分配系数KD变小,吉布斯函数值△G变大,不利于离子交换吸附,离子交换过程为放热过程;米格列醇溶液在中性条...     

固定床不同床深下的米格列醇离子交换性研究

为考察米格列醇在固定床树脂不同堆积高度下的离子交换吸附行为,采用称量不同量的D001树脂装入离子交换柱中,通过固定床堆积高度的改变,在上样液流速和浓度固定前提下研究米格列醇溶液与树脂间的离子交换规律性,并结合床深服务时间(BDST)模型对此条件下固定床透过曲线进行分析评价。结果表明:固定床堆积高度的增加,提高了树脂与米格列醇溶液间的接触时间和树脂总的可交换离子数,有利于离子交换过程的进行,树脂的吸附质量和吸附率都得到了相应提高,堆积高度的增加使饱和点时间变长,吸附效率变小;对固定床透过曲线进行BDST模型拟合分析,结果表明:该模型与实验值间具有很高的相关系数,计算的相关参数间差异很小,对于该离子交换体系,表明BDST模型能很好地应用于该体系的离子交换吸附过程。     

4种触须式强碱性阴离子交换树脂的制备及其对曙红Y的吸附性能

以不同的大分子多糖为骨架材料,通过三步反应以触须式引入季铵基团,从而制得4种具有高通量的强碱性阴离子交换树脂:淀粉基树脂、微晶纤维素基树脂、纤维素微球基树脂及琼脂糖微球基树脂.研究树脂对曙红Y的吸附,探讨了时间、溶液pH值和染料初始浓度对染料去除率的影响.结果表明,4种树脂在pH值为1～12范围内对染料的去除效果稳定;5min内4种树脂基本都达到了吸附平衡,其中琼脂糖微球基树脂按1g/L投放时,在2min内即可将200mg/L的曙红Y完全去除;通过拟合得知,4种树脂的吸附动力学符合拟一级动力学方程,等温线符合Freundlich等温线方程.这4种树脂尤其是琼脂糖微球基树脂在吸附速率及吸附量上均具有较大优势,但4种树脂的原料成本不一,可根据需求选用不同的树脂.     

Preparation and adsorption properties of chelating resins from thiosemicarbazide and formaldehyde

A novel chelating resin was synthesized in just one step under mild synthetic conditions. The synthesis was carried out through the copolymerization of thiosemicarbazide and formaldehyde in an aqueous solution. The adsorption properties for some noble metal ions were investigated. The results showed that the resin had high adsorption selectivity for Au(III) and Ag(I). The adsorption capacities for the two metal ions reached up to 7.3 and 11.8 mmol/g, respectively. The adsorption rate for the two metal ions in a dilute solution was 99.9%. The adsorption fit first‐order kinetics, and an isothermal adsorption study indicated that it corresponded to Langmuir monomolecular layer adsorption. The change in the bonding energy during the chelating process was investigated with X‐ray photoelectron spectroscopy. The study revealed that nitrogen and sulfur atoms of the resins were electron donors and metal ions were electron acceptors in the process. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2009