改性活性炭滤芯对饮用水中砷离子吸附性能的研究

探究了改性活性炭滤芯对饮用水中砷离子的吸附能力。利用溶胶-凝胶法制备TiO₂溶胶并将其负载于活性炭粉末上，活性炭粉末与聚乙烯混合压制并烧结制备滤芯，测试其对饮用水中砷离子的吸附性能。采用动态吸附法，分别测试了进口流速、砷初始浓度、pH对吸附效果的影响。结果表明，流速从6 L/h升高到30 L/h时，三价砷离子去除率从95.8%降低到80.1%，五价砷离子去除率从96.3%降低到77.6%。初始砷浓度从200μg/L到350μg/L时，三价砷离子去除率从89.2%降低到78.9%，五价砷离子去除率从90.5%降低到89.3%。三价和五价砷离子分别在pH为9和4的条件下吸附效果最好。另外，Thomas模型能较好地描述改性活性炭滤芯对砷离子的动态吸附行为。改性活性炭滤芯相较于未改性的滤芯吸附效果显著提高，在流速为6 L/h，初始浓度为200μg/L时，砷离子出口浓度低于10μg/L，符合国家饮用水标准。     

球形凝胶吸附剂的吸附行为研究

采用溶液缩聚及反相悬浮交联的合成工艺,以醛、酮、胺为原料,制备了一种球形阳离子凝胶吸附剂。通过红外和扫描电镜对球形凝胶进行表征,并对球形凝胶的吸附行为特性进行探讨。实验结果表明,球形凝胶分子结构中含有胺基等阳离子基团以及羟基、羰基等极性亲水基团,可与水中的阴离子染料形成氢键等较强分子间相互作用。染料分子在球形凝胶的内部扩散渗透吸附是凝胶吸附的主要机理,Langmuir等温吸附模型可以较好地描述球形凝胶对酸性蓝的吸附,其单位饱和吸附量可达430 mg/g以上。     

表面修饰聚乙烯亚胺的壳聚糖微球对十二烷基苯磺酸钠的吸附特性

采用乳化交联法制备交联壳聚糖微球(CCS),在其表面接枝聚乙烯亚胺(PEI),得到系列具有不同离子交换容量(IEC)的PEI修饰交联壳聚糖微球(PEI-CCS),对其进行表征,考察了其对十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的静态吸附特性. 结果表明,PEI-CCS平均粒径为85 mm,IEC最高达1275 mmol/g,远高于CCS的418 mmol/g. 酸性条件下,PEI-CCS的胺基质子化,带正电荷,能与溶液中的阴离子吸附结合,对SDBS有良好的吸附能力. 吸附过程自发放热,可用准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型描述. PEI-CCS对SDBS的最大吸附量随IEC增加而增大,IEC=1275 mmol/g的PEI-CCS的最大吸附量为1487.61 mg/g,是CCS最大吸附量(510.20 mg/g)的2.92倍,吸附-脱附7次循环后,吸附量下降17.8%. PEI-CCS具有良好的重复使用性.     

SiO_2/CS交联复合吸附剂的制备

研究了对二氧化硅加入壳聚糖(CS)、硅烷,进行改性、冷冻干燥制备气凝胶复合吸附剂,探索对Fe⁽²⁺⁾的吸附特性。吸附等温线符合Langmiur吸附模型,其最大吸附量333.3 mg/g,吸附常数0.75 L/mg。吸附动力学符合二级动力学方程,吸附速率常数1.056 10 g/(mg·min),吸附容量125 mg/g。交联剂和冷冻干燥处理,提高了SiO_2/CS吸附剂的吸附性能。     

SiO_2/CS交联复合吸附剂的制备

研究了对二氧化硅加入壳聚糖(CS)、硅烷,进行改性、冷冻干燥制备气凝胶复合吸附剂,探索对Fe~(2+)的吸附特性。吸附等温线符合Langmiur吸附模型,其最大吸附量333.3 mg/g,吸附常数0.75 L/mg。吸附动力学符合二级动力学方程,吸附速率常数1.056 10 g/(mg·min),吸附容量125 mg/g。交联剂和冷冻干燥处理,提高了SiO_2/CS吸附剂的吸附性能。     

纤维素/硅藻土复合气凝胶球的制备及其吸附性能的研究?

以碱脲试剂作为溶解体系,采用冷冻干燥法制备出不同质量分数的纤维素/硅藻土复合气凝胶球,并通过扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)检测手段对复合气凝胶进行表征。结果表明复合气凝胶内部仍呈现出疏松多孔的三维网状结构,硅藻土附着在纤维素链上,同时复合气凝胶具有纤维素Ⅱ型特征峰。此外考察了硅藻土含量、亚甲基蓝溶液浓度以及pH对复合气凝胶吸附性能的影响,结果表明在最佳条件下,复合气凝胶对亚甲基蓝的最大吸附量可达71.942 4 mg/g,吸附过程满足伪二级动力学方程学。     

活性炭/三聚氰胺甲醛树脂的制备及对诺氟沙星的吸附性能

以活性炭、三聚氰胺、甲醛为原材料,制备活性炭/三聚氰胺甲醛树脂(AC/MF)复合材料,研究AC/MF对诺氟沙星(NOR)的吸附性能。结果表明,50 mL浓度10 mg/L的NOR溶液,AC/MF投加量为0.02 g,溶液pH值为7.01,在温度为303 K下吸附180 min,对NOR去除率为98.87%。热力学研究表明,AC/MF对NOR溶液的吸附过程符合Freundlich模型,且最大吸附量为48.75 mg/g,吸附过程是自发进行的吸热过程;动力学研究表明,吸附过程更符合假二级动力学模型,且由液膜扩散和颗粒内扩散共同控制,且液膜扩散是吸附过程的主要速率控制步骤。AC/MF吸附NOR的主要机理是疏水作用、π-π作用和静电作用。经过6次吸附-脱附循环后,AC/MF对NOR仍具有很好的吸附性能,可再生循环使用。     

活性炭/三聚氰胺甲醛树脂的制备及对诺氟沙星的吸附性能

以活性炭、三聚氰胺、甲醛为原材料,制备活性炭/三聚氰胺甲醛树脂(AC/MF)复合材料,研究AC/MF对诺氟沙星(NOR)的吸附性能。结果表明,50 mL浓度10 mg/L的NOR溶液,AC/MF投加量为0.02 g,溶液pH值为7.01,在温度为303 K下吸附180 min,对NOR去除率为98.87%。热力学研究表明,AC/MF对NOR溶液的吸附过程符合Freundlich模型,且最大吸附量为48.75 mg/g,吸附过程是自发进行的吸热过程;动力学研究表明,吸附过程更符合假二级动力学模型,且由液膜扩散和颗粒内扩散共同控制,且液膜扩散是吸附过程的主要速率控制步骤。AC/MF吸附NOR的主要机理是疏水作用、π-π作用和静电作用。经过6次吸附-脱附循环后,AC/MF对NOR仍具有很好的吸附性能,可再生循环使用。     

聚吡咯/碳纳米管复合阴极材料的制备及电容性脱盐研究

以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为掺杂剂,采用化学氧化法制备了聚吡咯/碳纳米管(DBS-PPy/CNTs)复合阴极材料。针对不同浓度的SDBS,考察了材料的表面形貌、电化学性能及以DBS-PPy/CNTs电极为阴极、CNTs电极为阳极构成的电容法脱盐单元的吸附性能。结果表明,在SDBS浓度为1.0 mmol/L时,所制备的DBS-PPy/CNTs复合纳米材料综合性能最佳,电极的比电容为97.85 F/g,约为CNTs电极的4.3倍;组成电容法脱盐单元(CDI)时,电极对Na+的比吸附量为21.55 mg/g,是CNTs为阴极时的3倍。在吡咯聚合过程中引入掺杂离子是实现该类材料导电性和离子吸附选择性的重要技术手段。     

再生纤维素基复合纳米纤维膜的制备及其应用

采用静电纺丝技术和化学改性制备聚氨酯(PU)-偕胺肟聚丙烯腈(AOPAN)-再生纤维素(RC)复合纳米纤维膜,将其作为分离膜构建动态分离系统,并测定其对Fe~(3+)的动态吸附性能。结果表明,在液柱高度8 cm、膜层数5、Fe~(3+)的质量浓度5 mg/L的条件下,动态吸附率最高可达100%,溶液体积流量为4.60 m L/min;当Fe~(3+)的质量浓度为300 mg/L时,动态吸附数据符合Thomas和Yoon-Nelson动态吸附模型,平衡吸附量分别为117.0 mg/g和113.3mg/g。通过对复合纳米纤维膜的扫描电镜、红外光谱及拉伸力学测试表征发现,加入PU后,其断裂强力和断裂伸长率均有所提升,同时具有良好的力学性能和稳定的微观形态。     

Mn_(0.8)Cu_(0.2)Fe_2O_4/埃洛石纳米管的制备及其对次甲基蓝的吸附研究

采用溶胶凝胶法,以埃洛石纳米管、硝酸铁、硝酸锰、氯化铜为原料,制备磁性埃洛石纳米管,并采用扫描电镜,对Mn0.8Cu0.2Fe2O4/埃洛石纳米管磁性复合材料的形貌及结构进行分析,并对其吸附次甲基蓝废水进行研究。结果表明,磁离子很好的负载到埃洛石纳米管的表面,当投加量为0.1 g时,初始浓度为50 mg/L的溶液,去除率在90%以上,吸附量为11.61 mg/g,温度和浓度对磁性复合材料的吸附性能也有一定影响,吸附量随温度的升高及浓度的增大都呈增大趋势。     

球磨载铝纤维素对水中砷离子的吸附性能研究

以木屑纤维素为基体,采用球磨法,制备负载铝氧化物的纤维素(C-Al),研究其对水中砷离子(As)的吸附行为。探讨不同吸附条件对C-Al的吸附影响,研究结果表明,C-Al对As有良好的去除效果,当溶液的pH为3～7,投加量为2 g/L,反应温度为25℃,As初始浓度为200 mg/L,C-Al对As的吸附容量高达62 mg/g。     

聚丙烯酸-丙烯酸钠钙基复合膨润土的制备及其对铅和氟离子的吸附

以钙基膨润土为主要原料,部分中和的丙烯酸为聚合单体,采用水溶液聚合法,制备了膨润土与未中和丙烯酸单体的质量比例为8:2的聚丙烯酸-丙烯酸钠钙基复合膨润土,并对其进行表征. 结果表明,单体插层在膨润土层间发生聚合反应,但未破坏钙基膨润土的片层结构. 复合膨润土产品对铅离子和氟离子具有良好的吸附和再生性能,吸附量优于钙基膨润土和文献报道的其他改性膨润土;0.5 g复合膨润土处理50 mL浓度为80 mg/L的Pb2+溶液和16.104 mg/L的F-溶液时,平衡吸附量和去除率分别为6.70 mg/g, 83.69%和1.01 mg/g, 62.95%. 复合膨润土对Pb2+和F-的平衡吸附分别符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程.     

托贝莫来石改性及其对亚甲基蓝的吸附性能

对托贝莫来石(TOB)进行加热与酸化复合改性,成功制备出比表面积为570 m~2/g的酸化改性托贝莫来石(AHTOB),并用X射线衍射、N_2吸附-脱附对改性托贝莫来石进行了结构表征和表面积及孔径分析。通过静态吸附实验探讨了3种吸附剂对亚甲基蓝溶液(MB)的吸附性能,分析改性TOB对MB的吸附机制。考察了不同吸附剂及其加入量、溶液p H值、MB初始浓度、吸附时间及温度对吸附行为的影响,研究了AHTOB对MB溶液吸附的热力学和动力学行为。结果表明:对50 m L,浓度为10 mg/L的MB进行吸附,未改性TOB、热改性HTOB以及酸化改性AHTOB对MB的吸附率分别达到50、53.72%和97.35%。对于不同初始浓度的MB,TOB和HTOB的最大吸附量可达102.36 mg/g和113.80 mg/g,AHTOB的吸附量达到248.01 mg/g,经过加热与酸化复合改性的AHTOB对MB的吸附效率有了明显的提升,得到了吸附MB溶液的最佳外界条件:p H值为5～7,震荡时间为30 min,温度为20～25℃。     

镁铝锆复合金属氧化物的制备及对硼吸附性能的研究

实验成功制备了镁铝锆复合金属氧化物。考察了硼初始浓度、溶液pH、接触时间、温度、Cl-浓度对镁铝锆复合金属氧化物对溶液中硼吸附效果的影响。结果表明,Cl-浓度对硼的吸附影响很小,在温度为25℃,镁铝锆复合金属氧化物投加量为2.5 g/L,溶液pH为6,吸附时间为300 min,硼质量浓度为200 mg/L时,对硼的吸附效果最好,吸附量可以达到34.07 mg/g。镁铝锆复合金属氧化物对硼的吸附平衡符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型。     

负载锰氧化物活性炭对水中镉离子的吸附性能研究

以高温热解的木基活性炭为基体,制备负载锰氧化物活性炭(CB-Mn),研究其对水中镉离子(Cd)的吸附行为。采用扫描电镜(SEM对CB-Mn进行表征。探讨不同吸附条件对CB-Mn的吸附影响。研究结果表明,CB-Mn对Cd有良好的去除效果,当溶液的pH为4-6,投加量为2g/L,反应温度为25℃,Cd初始浓度为500 mg/L,CB-Mn对Cd的吸附容量高达52 mg/g。     

离子凝胶复合吸附剂的制备及空气取水性能

制备了一种LiCl复合可得然离子凝胶,并将其首次用于空气取水性能研究。在不同吸附温度、吸附湿度的开式环境中,完成了复合吸附剂的水蒸气吸附特性研究。探究了浸渍盐的质量浓度对复合吸附剂吸附性能的影响。根据目标工况,完成了复合吸附剂组分的优化配比。对优化后的离子凝胶进行了吸附动力学和等温吸附特性研究。结果表明,15% LiCl溶液复合而成的可得然吸附剂综合性能最佳。在35℃&75%RH下,该复合吸附剂的吸附量高达3.30g/g,是传统硅胶复合吸附剂的6.6倍;在55℃&40%RH工况下实现1.66 g/g的水量脱附,是硅胶复合吸附剂的3倍。在25℃&75%RH下,可得然复合凝胶吸附剂的吸附速率K高达3.48×10^-3s^-1;该离子凝胶复合吸附剂的研究,为吸附式空气取水技术提供了基础支持。     

淀粉/二氧化硅微球对水中重金属离子的吸附性能

利用土豆淀粉、玉米淀粉、正硅酸乙酯为原料,氨水为催化剂,通过溶胶-凝胶法制备了淀粉/二氧化硅复合微球,研究了该复合微球对水中铅离子的吸附性能。结果表明,在弱碱性条件下,淀粉/二氧化硅复合微球对水中铅离子表现出良好的吸附性能,其对铅离子的吸附行为符合Langmuir模型和Freundlich模型,对铅离子的饱和吸附量为31.34 mg/g。动力学研究表明,淀粉/二氧化硅复合微球对铅离子的吸附符合拟二级动力学模型,在淀粉/二氧化硅复合微球的活性点上的化学反应为吸附控制步骤。     

托贝莫来石改性及其对亚甲基蓝的吸附性能EI北大核心CSCD

对托贝莫来石(TOB)进行加热与酸化复合改性,成功制备出比表面积为570 m^(2)/g的酸化改性托贝莫来石(AHTOB),并用X射线衍射、N2吸附-脱附对改性托贝莫来石进行了结构表征和表面积及孔径分析。通过静态吸附实验探讨了3种吸附剂对亚甲基蓝溶液(MB)的吸附性能,分析改性TOB对MB的吸附机制。考察了不同吸附剂及其加入量、溶液p H值、MB初始浓度、吸附时间及温度对吸附行为的影响,研究了AHTOB对MB溶液吸附的热力学和动力学行为。结果表明:对50 m L,浓度为10 mg/L的MB进行吸附,未改性TOB、热改性HTOB以及酸化改性AHTOB对MB的吸附率分别达到50、53.72%和97.35%。对于不同初始浓度的MB,TOB和HTOB的最大吸附量可达102.36 mg/g和113.80 mg/g,AHTOB的吸附量达到248.01 mg/g,经过加热与酸化复合改性的AHTOB对MB的吸附效率有了明显的提升,得到了吸附MB溶液的最佳外界条件:p H值为5~7,震荡时间为30 min,温度为20~25℃。     

生物质碳气凝胶/MnO2复合电极对 Rb+、Cs+的电吸附行为

以柚子皮为主要原料,采用低温水热碳化-真空冷冻干燥-高温碳化相结合的方法,制备了生物质碳气凝胶（PCA）,并将其用于制备PCA单一和PCA@MnO2（MPCA）复合电吸附电极,利用SEM、XRD、FT-IR、BET及电化学工作站对电极材料的形貌、结构和电化学性质进行了表征,并考察了两种电极对Rb+、Cs+的电吸附行为。结果表明,自制PCA为三维多孔结构,利于吸附质扩散;电极比电容大,循环性能好。电极的组成对电吸附行为具有较大的影响,二氧化锰的加入改变了电极对离子的吸附选择性,MPCA［m（二氧化锰）∶m（PCA）=4∶1］复合电极对铷的吸附量明显优于铯,平衡吸附量分别可以达到85 μmol/g和64 μmol/g,优于PCA电极,且具有良好的循环再生性能。