凹凸棒石/C复合材料的制备及其吸附性能研究

以凹凸棒石和葡萄糖为原料,采用水热法制备凹凸棒石/C复合材料(标记为AT@C)。通过正交试验设计探讨了凹凸棒石/C复合材料对间苯二酚的吸附性能,并利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)手段对复合材料进行表征,考察了pH值对复合材料去除溶液中间苯二酚的影响,并探讨了其吸附过程。结果表明,当水热反应温度为160℃、凹凸棒石和葡萄糖质量比为1∶1、碳化时间为18 h时,制备的AT@C复合材料吸附间苯二酚效果较好。在pH值为3~9时,间苯二酚的去除率随着pH值升高而减小,当pH值为3时,复合材料对间苯二酚的吸附效果最好,符合Langmuir吸附方程,复合材料的高温残留率从44.4%提高到62.1%。葡萄糖水热碳化的产物负载在凹凸棒石表面,存在-OH和葡萄糖碳化生成的-C=C,提高了复合材料的吸附性能。     

聚乙烯醇-魔芋葡甘聚糖/凹凸棒石复合材料的制备与性能

采用溶液共混法制备了聚乙烯醇-魔芋葡甘聚糖/凹凸棒石复合材料。探讨了聚乙烯醇用量(相对于魔芋葡甘聚糖质量分数,下同)、交联剂戊二醛用量和凹凸棒石用量对聚乙烯醇-魔芋葡甘聚糖/凹凸棒石复合材料力学性能的影响。力学性能测试结果表明,当聚乙烯醇用量为80%、交联剂戊二醛用量为3%、凹凸棒石用量为1%时,聚乙烯醇-魔芋葡甘聚糖/凹凸棒石复合材料的力学性能最好。FT-IR和SEM测试结果表明,复合材料中聚乙烯醇、魔芋葡甘聚糖和凹凸棒石之间存在强烈的相互作用和良好的相容性。     

磷酸铝/凹凸棒石纳米复合材料的制备及表征

本实验用盐酸活化凹凸棒石,然后采用化学沉积法制备磷酸铝/凹凸棒石纳米复合材料,探讨了磷酸铝用量、反应体系pH值、反应温度和反应时间等因素对磷酸铝/凹凸棒石纳米复合材料白度的影响,并采用X射线衍射、透射电子显微镜、红外光谱、BET-比表面分析技术对纳米复合材料进行了表征.结果表明,磷酸铝/凹凸棒石纳米复合材料合成的最佳工艺条件为:磷酸铝用量占纳米复合材料总质量的60％,反应温度90℃,反应时间50 min,反应体系pH值控制在8.5.在此最佳工艺条件下所得的纳米复合材料与原凹凸棒石相比,白度由52％提高到86.6％;凹凸棒石经酸化和磷酸铝包覆之后结构没有发生改变,磷酸铝以非晶态形式均匀包覆于凹凸棒石表面,磷酸铝与凹凸棒石之间的作用为物理吸附,没有化学键的结合.     

凹凸棒石/稻壳活性炭复合材料的制备及对阳离子黄X-GL的吸附性能

以凹凸棒石和稻壳为原料,氯化锌为活化剂制备了凹凸棒石/稻壳活性炭(ATP/RHAC)复合材料,研究了凹凸棒石与稻壳质量比、浸渍比、活化温度、活化时间等制备条件对复合材料吸附性能的影响.结果表明:当凹凸棒石与稻壳质量比为1:1、浸渍比为2:1、活化温度为500℃、活化时间为1h时制备的复合材料吸附性能较好,对阳离子黄X-...     

三维凹凸棒石-氧化石墨烯的制备及其吸附性能

以甲苯二异氰酸酯(TDI)为耦合剂、己二醇为键合分子,制备了三维凹凸棒石,采用水热法制备了三维凹凸棒石-氧化石墨烯复合材料,分析了复合材料的结构和形貌,研究了三维凹凸棒石-氧化石墨烯吸附环丙沙星的热力学和动力学特性。结果表明:制备的复合材料对环丙沙星的吸附过程符合Langmuir等温吸附方程,吸附焓变和熵变分别为-0.16 kJ/mol和0.15 J/(mol·K),表现为自发的物理吸附,遵循准二级动力学方程。研究结果为凹凸棒石及其他矿物基三维载体的制备提供了新办法。     

魔芋葡甘聚糖-壳聚糖-羧甲基纤维素钠/凹凸棒石复合材料的制备与表征

以魔芋葡甘聚糖(KGM)、壳聚糖(CTS)和羧甲基纤维素钠(CMC-Na)作为成膜基质,凹凸棒石为填料,甘油为增塑剂,采用共混法制备了魔芋葡甘聚糖-壳聚糖-羧甲基纤维素钠/凹凸棒石纳米复合材料.利用正交实验考察了3种基质的添加比例、甘油用量和凹凸棒石用量对复合材料结构和力学性能的影响,并通过FT-IR、SEM对复合材料进行了表征.结果表明,当KGM、CTS、CMC-Na 3种主要成膜材料的配比为1∶1∶0.5,甘油用量为魔芋用量的3％,凹凸棒石用量为魔芋用量的0.4％时,复合材料具有较佳的力学性能.红外光谱(FTIR)分析表明魔芋葡甘聚糖、壳聚糖、羧甲基纤维素钠和凹凸棒石发生了相互作用;扫描电子显微镜(SEM)分析表明凹凸棒石与高分子复合效果良好.     

Bi_2WO_6-ATP的制备及其可见光催化降解四环素的研究

以盐酸活化凹凸棒土为载体,利用水热合成法制备Bi_2WO_6-ATP复合光催化剂。采用FESEM、EDS、XRD、UV-vis及XPS进行表征,并考察催化剂用量、溶液初始质量浓度、pH值对可见光催化降解四环素效果的影响。结果表明,Bi_2WO_6成功负载在凹凸棒土中。当催化剂用量为200 mg/L,四环素溶液初始质量浓度15 mg/L,pH值为7时,对四环素类抗生素的降解效果最好。     

不同水滑石对水体中砷(As5+)的吸附去除

采用共沉淀法制备了镁铝水滑石(Mg-Al LDHs)、镁铁水滑石(Mg-Fe LDHs)和镁锰水滑石(Mg-Mn LDHs)3种水滑石,利用X射线衍射(XRD)仪和傅里叶红外光谱(FTIR)仪表征了3种水滑石的基本性质,通过等温吸附试验和吸附动力学试验研究了不同水滑石材料对水体中砷(As⁵⁺)的去除性能。结果表明,3种水滑石对水中As⁵⁺的吸附过程均符合Langmuir吸附模型及准二级动力学模型,拟合结果显示,Mg-Fe LDHs对As⁵⁺的吸附量最大,为202.429 mg/g;Mg-Mn LDHs对As⁵⁺的吸附速率最快,为0.007 150 mg/(g·min)。通过吸附前后FTIR表征试验,结合水滑石特殊的结构性质,推断水滑石对As⁵⁺的吸附机理为砷酸根扩散至水滑石层状孔隙后,水滑石层板阳离子与砷酸根发生表面络合。     

凹凸棒石超微分散及其在橡胶中的应用研究

采用超声波分散法制备了凹凸棒石纳米棒晶。研究结果表明：在六偏磷酸钠分散剂用量为2%、凹凸棒石矿浆浓度为12%、超声分散时间为25min、超声波功率为160W的条件下,凹凸棒石的分散效果最好,棒晶束聚集体被打开,成为纳米棒晶。采用乳液共混共凝法制备出了凹凸棒石/天然橡胶复合材料,该材料结构致密,经分散改性处理的凹凸棒石,基本上都呈纳米棒状较均匀地分布在天然橡胶基体中。     

多巴胺包覆纳米普鲁士蓝的制备及其对Sr2+的吸附性能研究

以水热法制备纳米普鲁士蓝,利用多巴胺盐酸将其包覆制备聚多巴胺纳米普鲁士蓝复合材料,研究其对溶液中Sr2+的吸附性能。考察溶液pH值、固液比、初始质量浓度、吸附时间等因素对复合材料吸附Sr2+的影响。在pH值为9.0、固液比0.4 mg/L、吸附时间60 min、初始质量浓度30 mg/L的条件下,Sr2+的吸附率和吸附容量分别达到70%和23.95 mg/L。结果表明,聚多巴胺包覆普鲁士蓝对Sr2+有较好的吸附效果,该复合材料对含锶放射性废水处理具有潜在的应用价值。研究结果可为核工业发展过程中产生的含锶放射性废水处理与环境修复提供一定的理论依据和技术支持。     

类水滑石/膨润土对水中重金属离子的吸附研究进展

类水滑石、膨润土均为具有特殊层状结构的黏土材料,其中类水滑石具有良好的阴离子交换特性,而膨润土具有良好的阳离子交换特性。近年来这两类材料在水处理方面备受关注。主要概述了类水滑石和膨润土的结构与性质,并着重介绍了类水滑石、膨润土及其改性材料在含重金属离子(如Pb2+、Cd2+、Zn2+、Cu2+及HAsO₄2-、Cr₂O₇2-等)废水处理中的应用研究进展。相关研究结果表明,类水滑石焙烧产物对水中HAsO₄2-、Cr₂O₇2-等具有较好的吸附性能,吸附机理以层间离子交换为主;类水滑石经过有机或无机改性处理后对重金属阳离子(如Pb2+、Cd2+、Zn2+、Cu2+等)同样具有较好的吸附性能,吸附过程很可能同时存在表面络合作用、沉淀作用、同晶替代、静电吸引及物理吸附等。通常而言,经活化改性、无机改性、有机改性或无机-有机复合改性的膨润土较天然膨润土具有更为优良的吸附性能,吸附作用为物理吸附、离子交换、化学键或表面络合等。然而大多类水滑石或膨润土经改性处理后易对环境造成二次污染,且不利于吸附剂的循环利用,因此研究开发高效环保的类水滑石或膨润土单一或复合吸附材料具有重要意义。      

Ag_3PO_4/硅藻土可见光催化降解盐酸四环素性能研究

以硅藻土为载体,采用离子交换法制备了Ag_3PO_4/硅藻土复合光催化剂。采用UV-Vis-DRS和XRD对其进行表征,以盐酸四环素为目标降解物,考察了催化剂制备条件及反应条件对其光催化性能的影响。结果表明,Ag_3PO_4/硅藻土有良好的可见光响应性。Ag_3PO_4含量为20%的Ag_3PO_4/硅藻土对盐酸四环素表现出相对较优的催化活性。该催化剂在投加量为1 g/L,溶液p H值为7,可见光下反应120 min的反应条件下,对20 mg/L的盐酸四环素降解率达到86.4%。     

矿物材料对Sr2+的吸附性能研究

采用连续法研究了3种矿物材料对Sr2 的吸附性能.试验结果表明,4A沸石对Sr2 的平衡吸附量为218 mg/g,沸石对Sr2 的平衡吸附量为24 mg/g,凹凸棒石对Sr2 的平衡吸附量为31 mg/g单位质量4A沸石处理0.005 mol/L Sr2 溶液的能力最强,凹凸棒石次之,沸石稍次于凹凸棒石;4A沸石对Sr2 的阻滞效果最好,沸石次之,凹凸棒石最差.Sr2 在沸石柱中的迁移速率最小,其次是4A沸石柱,再其次是凹凸棒石柱.     

铁改性凹凸棒土（IMA）吸附去除Sb（Ⅲ）性能研究

锑是一种有毒元素,对生物有机体有致癌性。我国锑矿区周围水体中锑含量远高于生活饮用水标准中规定的限定值。为寻求低成本处理含Sb（Ⅲ）废水的有效方法,采用FeCl3·6H2O溶液改性后的凹凸棒土为吸附剂,以K（SbO）C4H4O6·1/2H2O为Sb（Ⅲ）锑源,进行锑吸附试验,考察IMA载铁量、吸附时间和Sb（Ⅲ）初始浓度对吸附量的影响。结果表明：改性后凹凸棒土的XRD图谱中出现了羟基氧化铁（FeOOH）的特征峰;改性后凹凸棒土表面更加粗糙,比表面积增加了17%;凹凸棒土是FeOOH的优良载体;在Sb（Ⅲ）初始浓度为150 mg/L、吸附时间为720 min的条件下,IMA50对Sb（Ⅲ）的吸附量为18.51 mg/g,是天然凹凸棒土对Sb（Ⅲ）吸附量的14.9倍;IMA对Sb（Ⅲ）的吸附量随着载铁量的增加而增大,增大幅度逐渐变小;Elovich模型能较好地反映吸附动力学过程;吸附过程符合Langmuir等温模型,最大吸附量可达20.19 mg/g。对IMA50吸附Sb（Ⅲ）前后进行红外光谱分析表明,FeOOH特征吸收峰和Fe-O振动峰均向高波数方向偏移,Sb（Ⅲ）与羟基氧化铁之间发生了化学反应。试验结果对低成本处理含Sb（Ⅲ）废水有一定的指导价值。     

水热处理凹土对硝基苯废水的吸附研究

天然凹土由于强度低,在用于废水处理后形成泥浆难以处理。本文利用水热处理,在不改变凹土结构的情况下,形成强度较高的凹土滤料,以达到回收再利用的目的。扫描电子显微镜(SEM)、比表面孔径测试结果表明,该滤料微观结构呈网络状,比表面积明显增大、孔径略有缩小。滤料的抗压测试显示其强度显著增大。硝基苯的吸附实验表明,在前6h处于快速吸附阶段,在8h时达到平衡,单位吸附量为24mg/g;滤料对硝基苯的吸附量随着溶液初始浓度的增加几乎成比例增加;在pH=9时吸附量最大,为23.77mg/g;对低浓度的硝基苯溶液,当投加量为51.3g/L时去除率最大,达到93%。水热处理的凹土滤料对硝基苯废水有很好的处理效果。     

凹凸棒石粉末提纯及浆料流变性能的研究

利用物理和化学方法对凹凸棒石矿物粉末（凹土）进行提纯、改性处理,通过表面吸附机理在凹土表面吸附分散剂以及复合活性剂,利用离心、水浴、过滤等处理获得高纯度、高活性凹土粉末,通过SEM和XRD分析粉末的组分变化,对改性凹土制备的水性悬浮剂流变性能进行研究。试验结果表明:经过提纯改性处理的凹土粉末纯度可以达到95%,凹土悬浮体的六偏磷酸钠分散剂最佳用量为0.75%,72 h后水性悬浮剂的悬浮率达到96%,在剪切速率作用下,悬浮剂具有较好的剪切粘度和应力,能够形成网络状结构,保证悬浮剂稳定性。      

离子交换法从低品位石煤钒矿浸出液提钒工艺研究

采用离子交换法对石煤钒矿通过拌酸保温熟化—堆浸所得浸出液进行了提钒工艺研究, 主要考察离子交换法提钒工艺, 树脂类型、溶液pH值、动态吸附对钒吸附率的影响。试验结果表明, 含钒浸出液经中和—氧化后调节pH=1.88得到交换前液, 优选吸附性能较好的阴离子交换树脂D201, 进行动态吸附, V₂O₅饱和吸附容量217.66 mg/mL湿树脂; 以4% NaOH+4% NaCl配比的解吸剂对D201进行动态解吸, 解吸液中V₂O₅含量最高达到119.49 g/L, 在解吸液体积(mL)与湿树脂体积(mL)比为3.7时, 树脂解吸率已超过99%;所得解吸液经酸性铵盐一步沉钒法制备得到品位超过98%的高纯V₂O₅产品。本试验提供了一种操作方便、成本低廉的提钒工艺, 树脂D201具有对钒吸附容量大、吸附率高、处理量大等优势, 富钒解吸液无需净化处理, 利用铵盐一步沉钒法最终得到合格产品, 并且避免了萃取工艺带来的废水处理难度大的问题, 工艺适应性强。      

粉煤灰-硅藻土复合材料对选矿废水中Cr(Ⅵ)的吸附行为研究

将粉煤灰、硅藻土复合焙烧改性后制得吸附剂——粉煤灰-硅藻土复合材料,并将其应用于吸附选矿废水中的Cr(Ⅵ),考察了溶液Cr(Ⅵ)初始浓度、pH值、吸附剂投加量、吸附温度、吸附时间等参数对吸附剂吸附Cr(Ⅵ)效果的影响。结果表明:粉煤灰与硅藻土复合焙烧改性后,材料孔隙增加,比表面积增大; 粉煤灰-硅藻土复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附是一个自发的吸热过程,以物理吸附为主。在溶液Cr(Ⅵ)初始浓度10 mg/L、pH=2、粉煤灰-硅藻土复合材料投加量20 g/L、吸附温度60 ℃、吸附时间6 h条件下,500 ℃焙烧2 h制得的粉煤灰-硅藻土复合材料对废水中Cr(Ⅵ)去除率可达70.6%。     

蔗糖碳化物/海泡石复合材料制备工艺及响应面法优化

以蔗糖和海泡石为实验原材料，利用水热碳化法制备出新型蔗糖碳化物/海泡石复合材料，冷冻真空干燥法干燥样品。利用XRD、IR、SEM、BET对样品进行表征。以亚甲基蓝作为吸附质，通过单因素和响应面法优化制备的工艺。综合实验结果表明，蔗糖碳化物能够成功的被负载到海泡石表面制备出蔗糖碳化物/海泡石复合材料，其制备最优工艺条件为:蔗糖与海泡石质量比为3.5:1.0，碳化时间为8 h，碳化温度为220℃，对亚甲基蓝的最优吸附量为42.983 mg/g；各因素对复合材料吸附亚甲基蓝性能的影响顺序为:蔗糖与海泡石质量比>碳化时间>碳化温度，并且发现复合材料对亚甲基蓝的吸附效果优于现有的文献报导值。