聚吡咯对Cr(Ⅵ)离子的吸附性能研究

目前有关纯聚吡咯(PPy)用于吸附处理含Cr(Ⅵ)废水的研究不多。为了考察聚吡咯对铬离子污水的吸附性能,在超声条件下原位氧化聚合制备了PPy微/纳米球。用红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和紫外-可见光谱仪分别表征了样品的结构、形貌和吸附性能。以聚吡咯为吸附剂研究了吸附时间、pH值、初始浓度及温度对Cr(Ⅵ)离子吸附性能的影响。结果表明:对于含Cr(Ⅵ)500 mg/L的溶液,吸附5 min的去除率已超过94.6%;pH值对PPy吸附性能影响不大;随着温度的升高,吸附率逐渐升高。其等温吸附行为较好地符合Freudlich吸附模型。PPy动力学吸附拟合满足准二级动力学模型,通过计算得到聚吡咯对Cr(Ⅵ)的理论最大单位吸附量为47.6 mg/g(试验值为49.7 mg/g)。     

阳离子淀粉微球对Ni(Ⅱ)的吸附性能研究

研究了阳离子淀粉微球对Ni(Ⅱ)的吸附行为,考查了时间、吸附剂用量及Ni(Ⅱ)初始浓度对吸附性能的影响,并探讨了Ni(Ⅱ)的吸附动力学。结果表明,吸附的最佳条件是吸附时间为3 h、吸附剂用量为0.3 g,Ni(Ⅱ)初始浓度为50 mg/L;分别采用两种动力学方程考察其吸附动力学,其结果和准二级模型计算结果之间有较好的相关性,说明了阳离子淀粉微球对Ni(Ⅱ)的吸附为化学吸附。     

铁锰铈-PA6基静电纺吸附剂的制备及其对水中铅和铬的吸附性能

将铁锰铈(Fe-Mn-Ce)负载于PA6静电纺丝上制备抗团聚性强、吸附效果好且易分离回收的新型吸附剂Fe-Mn-Ce-PA6。扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析均显示Fe-Mn-Ce颗粒已成功负载到PA6静电纺丝上。吸附实验研究结果表明,Fe-Mn-Ce含量为25%时制备的吸附剂对水中Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)具有良好的吸附效果,且其在Pb(Ⅱ)初始浓度为10mg/L,吸附剂投加量为0.2g/L,pH为6的条件下对Pb(Ⅱ)的去除率为98%;在Cr(Ⅵ)初始浓度为20mg/L,吸附剂投加量为0.2g/L,pH为6的条件下对Cr(Ⅵ)的去除率为98.5%。该吸附剂对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附等温模型均符合Freundlich模型,而吸附动力学行为分别符合准一级动力学模型和准二级动力学模型。循环再生实验表明,该吸附剂经五次循环后对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)依然可以保持良好的去除率。     

改性磁性木薯渣微球的制备及对Pb(Ⅱ)的吸附

以固体废弃生物质木薯渣为原料,首先采用乙二胺和二硫化碳对其进行化学改性,然后反相乳液-交联聚合制备化学改性木薯渣磁性微球吸附剂。考察了Pb(Ⅱ)的初始浓度、吸附剂含量、吸附时间、pH和吸附温度对Pb(Ⅱ)的吸附规律及动力学行为;并通过扫描电镜和红外光谱对其进行表征。结果表明,木薯渣被乙二胺和二硫化碳成功改性;黄原酸酯木薯渣磁性微球(SCRM)的分散性和球形度好。在本实验考察范围内,SCRM对Pb(Ⅱ)吸附量可达304mg/g;动力学研究显示吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和拟二级动力学模型,吸附过程是一个受化学吸附机理控制的过程。     

壳聚糖交联腐殖酸凝胶球吸附渗滤液中重金属离子研究

以甲醛(CH₂O)为交联剂,聚乙二醇(PEG)为制孔剂,将腐殖酸(HA)交联到壳聚糖(CS)上成功制备了一种新型多孔吸附材料CS-HA凝胶球,研究其对Cr(Ⅵ)、Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附行为,以及在渗滤液环境下这四种重金属离子的动态吸附效果。结果表明：CS-HA凝胶球对Cr(Ⅵ)、Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的最佳吸附pH分别为3、8、6和6;吸附均为自发进行的;吸附过程更符合拟二级动力学过程和Langmuir等温模型,其单层饱和吸附量分别为108.84 mg/g、170.40 mg/g、104.95 mg/g和92.80 mg/g。在动态吸附实验中,CS-HA凝胶球能同时吸附渗滤液中的Cr(Ⅵ)、Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ),四种重金属离子的动态总吸附量相近;Ni(Ⅱ)达到耗竭点的时间最长,对吸附剂的利用率相对最高。FTIR红外光谱结果表明CS-HA凝胶球中的氨基、羟基和羧基等官能团与重金属离子的络合作用是主要的吸附机制。     

生物基磁性整体式碳球的制备及其对Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

利用Ca~(2+)交联的海藻酸钠水凝胶球体为前驱材料,结合离子交换引入Fe~(3+),通过可控碳化手段制备得到磁性整体式碳球。在间歇吸附实验条件下,其最大Cr(Ⅵ)吸附量可达143.2mg/g;实验数据符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。与纳米级磁性吸附剂或粉末活性炭相比,所合成的整体式吸附剂不仅具有更高的机械强度,同时更有利于回收和再利用,使其具备一定的应用潜力。     

氨基功能化P(St-HEMA)磁性微球的制备及对Pb(Ⅱ)的吸附性能

采用分散聚合法制备了P(St-HEMA)磁性微球,利用乙二胺与磁性微球进行反应得到表面含有氨基的[P(St-HEMA)-EDA]磁性微球。通过扫描电镜(SEM)、光学显微镜、傅立叶红外光谱(FT-IR)和样品磁力振荡计(VSM)等对样品进行了表征,并将其应用于对含Pb(Ⅱ)的模拟废水吸附性能研究。考察了pH值、吸附剂用量和吸附时间等因素对吸附量的影响,[P(St-HEMA)-EDA]磁性微球对Pb2+具有较好的吸附能力;在298 K时,[P(St-HEMA)-EDA]磁性微球对Pb^2+的吸附符合准二级动力学模型且为化学吸附过程,在90 min内基本达到吸附平衡,最大吸附量高达87.566 mg/g,Langmuir等温吸附数学模型能比较好地拟合[P(St-HEMA)-EDA]磁性微球对Pb^2+的吸附。     

磁性聚苯胺/腐殖酸复合微胶囊的制备及其对水中Cr(Ⅵ)吸附性能研究

以腐殖酸胶体粒子稳定的Pickering乳液液滴为模板,通过化学氧化聚合制备了磁性聚苯胺/腐殖酸复合材料(PANI/HA/Fe_3O_4)。采用扫描电镜、红外光谱和X射线衍射等手段对复合材料进行表征分析,并考察了其对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能。结果表明:PANI/HA/Fe_3O_4对Cr(Ⅵ)表现出优异的吸附性能,25℃下最大吸附容量为210.75mg/g,且其吸附动力学和吸附等温线分别符合准二级动力学模型和Langmuir等温模型。     

钙铝和铁铝水滑石的制备及其吸附水中六价铬的性能

为寻找高效吸附水中六价铬(Cr(Ⅵ))的水滑石功能材料,以水热法制备钙铝(CaAl-LDH)和铁铝水滑石(FeAlLDH) 2种吸附剂,通过X射线衍射仪、红外光谱仪、扫描电镜和比表面积测定仪研究其结构和性质,采用批次平衡实验比较研究其对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能。结果表明:CaAl-LDH和FeAl-LDH具有水滑石的特征衍射峰和介孔结构,呈六边形片状,比表面积分别为8.746、159.5 m~2/g; 2种材料对Cr(Ⅵ)的吸附速率较快,在30 min达到平衡,且吸附过程不受溶液pH值的影响,溶液中存在的常见阴离子对Cr(Ⅵ)影响较小;吸附动力学和等温线数据分别符合拟二级动力学方程和Langmuir等温线模型,CaAl-LDH和FeAl-LDH对Cr(Ⅵ)的最大吸附量分别为34.92、51.31 g/kg。     

纳米Fe_3O_4/黑曲霉磁性微球对U(Ⅵ)的吸附性能及机制

在Fe_3O_4中加入黑曲霉培养基混合培养制备了Fe_3O_4/黑曲霉磁性微球,通过静态吸附试验,考察了pH值、温度、吸附剂用量、接触时间及U(Ⅵ)初始浓度等因素对Fe_3O_4/黑曲霉磁性微球吸附U(Ⅵ)效果的影响。结果表明:pH值是影响Fe_3O_4/黑曲霉磁性微球去除U(Ⅵ)的重要因素。pH=4、温度为25℃、U(Ⅵ)的初始浓度为10mg/L、Fe_3O_4/黑曲霉磁性微球投加量为1g/L时,Fe_3O_4/黑曲霉磁性微球对U(Ⅵ)的去除率达到98.89%,在吸附15h后趋于平衡。采用SEM、能谱分析、FTIR等手段分析了Fe_3O_4/黑曲霉磁性微球吸附U(Ⅵ)的机制。SEM-EDS结果表明,Fe_3O_4/黑曲霉磁性微球成功合成且呈网状结构;FTIR结果表明,Fe_3O_4/黑曲霉磁性微球与铀发生作用的主要基团有羟基、羧基、酰胺基等。     

交联淀粉微球的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

以可溶性淀粉为主要原料,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)为制备反应的交联剂,环己烷为油相,过硫酸钾-亚硫酸氢钠(K_2S_2O_8-Na HSO_3)氧化还原体系为引发剂,Span80、Tween60为乳化剂,采用反向悬浮法制备交联淀粉微球,并利用红外光谱仪对交联淀粉微球的结构进行表征。以交联淀粉微球作为吸附剂,研究了吸附时间、淀粉微球的质量及Cr(Ⅵ)的初始浓度对Cr(Ⅵ)的吸附性能的影响并考察了淀粉微球吸附Cr(Ⅵ)的热力学特性。吸附实验发现,在淀粉微球质量为0.05 g、吸附时间为70 min、初始浓度为50 mg/L时交联淀粉微球对Cr(Ⅵ)的吸附量较高。热力学实验表明,交联淀粉微球对Cr(Ⅵ)吸附行为符合Langmuir热力学方程,相关系数为0.989 0。     

改性凹凸棒土吸附剂的制备及对水中Cr(Ⅵ)的吸附机理

通过γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷偶联剂将四乙烯五胺(TEPA)修饰在凹凸棒土(ATP)表面,制备TEPA改性ATP复合材料(TEPA-ATP)。通过FTIR、XRD、SEM、TGA、Zeta、XPS和元素分析等手段对复合材料进行表征分析,并系统研究复合材料对水体中Cr(Ⅵ)的吸附性能。结果表明,TEPA已经成功修饰在ATP表面,并对水体中Cr(Ⅵ)有很好的去除效果,其吸附等温线符合Langmuir模型,饱和吸附量为270.8 mg/g,吸附动力学符合拟二级动力学模型。TEPA-ATP对Cr(Ⅵ)的吸附能力随着pH值的升高而降低。Cl~-对TEPA-ATP吸附Cr(Ⅵ)几乎没有影响,而PO_4~(3-)会大幅降低TEPA-ATP对Cr(Ⅵ)的吸附能力。结合吸附实验结果和XPS表征分析可知,TEPA-ATP吸附剂主要是通过吸附和化学还原作用去除水体中的Cr(Ⅵ)。     

胶原纤维对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

胶原纤维(CF)作为吸附剂去除水中Cr(Ⅵ),研究了CF去除Cr(Ⅵ)时溶液pH值、温度、吸附剂用量和Cr(Ⅵ)初始浓度对去除效率的影响。结果显示,CF对Cr(Ⅵ)的去除率随溶液pH值降低而升高,在pH值为2.0时达到最大,随吸附剂用量增大而增大,随Cr(Ⅵ)初始浓度增加而减小,CF对Cr(Ⅵ)的吸附量随吸附剂用量增加而减小;随Cr(Ⅵ)初始浓度增加而增加,最后趋于稳定。吸附平衡时间为6h,最佳吸附温度为40℃。测定了吸附等温线和吸附动力学曲线,结果表明,Freundlich等温方程能更好地描述CF对Cr(Ⅵ)的吸附,吸附动力学符合伪二级吸附速率方程。FT-IR和SEM-EDS分析表明,CF表面含有大量氨基羧基及羟基等活性官能团,CF对Cr(Ⅵ)的吸附过程存在铬酸根阴离子与质子化活性官能团的静电吸附作用和离子交换作用。     

坡缕石/氧化铝复合材料对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附效应

为了去除工业废水中的Cr(Ⅵ),采用氧化铝对坡缕石进行改性,以制备的坡缕石/氧化铝复合材料为吸附剂吸附水中的Cr(Ⅵ),研究了影响吸附效果的主要因素(吸附剂用量、溶液初始pH值、吸附时间)及吸附过程的动力学特征,并探讨了吸附平衡。结果表明:氧化铝包覆在坡缕石黏土表面形成了结构蓬松的复合物,当其用量为2.0 g/L时,吸附pH值小于6.0的溶液中Cr(Ⅵ)的效果较好,吸附平衡时间为90 min,吸附过程能较好地符合准二级动力学模型,吸附平衡可由Langmuir等温吸附方程描述,饱和吸附量为44.64 mg/g。     

P(St-GMA)-IDA-Cu(Ⅱ)微球的制备及其吸附性能

采用分散聚合法制备聚P(St-GMA)微球,通过开环反应将亚氨基二乙酸(iminodiacetic acid,IDA)接枝在微球的表面,然后与金属离子的螯合,制备了一种P(St-GMA)-IDA-Cu(Ⅱ)微球吸附剂。采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)和电导率仪等对其进行了表征。探讨了P(St-GMA)-IDA-Cu(Ⅱ)微球对牛血清蛋白(bovine serum albumin,BSA)的吸附性能,考察了pH值和吸附时间等对BSA的吸附量的影响,研究了其吸附动力学和吸附热力学特性。结果表明,pH=6时,吸附量最大;在298K时,P(St-GMA)-IDA-Cu(Ⅱ)微球的最大吸附量为37.66mg/g,吸附符合Langmuir方程;动力学研究结果表明,准二级动力学方程能较好拟合动力学实验结果。     

“蓝皮”胶原吸附剂对于Cr(Ⅵ)的吸附特征研究

将皮革废料蓝皮皮屑加工改性成为胶原吸附剂,研究了其对水体中的Cr(VI)的吸附特性。结果表明:蓝皮胶原吸附剂吸附量为40～170mg/g;最适pH为3,使用温度为283～333K;Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)几乎不干扰吸附剂对于Cr(Ⅵ)的吸附。研究表明:蓝皮胶原吸附剂可以达到以废治废的目的。     

桥连双亚胺介孔材料对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以CTAB/PAANa为混合模板剂,正硅酸乙酯为硅源,自制双亚胺基桥连硅烷偶联剂为改性剂,采用共缩聚法制备了双亚胺桥连介孔硅材料PMOS。利用FTIR、XRD、N2吸附-脱附、固体核磁和TEM对PMOS材料的结构和形貌进行了表征,将其应用于对Cr(Ⅵ)的吸附,并系统考察了pH值、吸附剂用量和吸附时间对PMOS吸附Cr(Ⅵ)的影响,且重点探究了PMOS对Cr(Ⅵ)的吸附行为。结果表明,PMOS具有高度有序的介孔结构,其对Cr(Ⅵ)的最佳吸附条件为:pH=6,初始浓度为200mg/L,吸附时间为8h。PMOS对Cr(Ⅵ)的吸附遵循Langmuir模型,在45℃时,其对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量为428.61mg/g。此外,PMOS对Cr(Ⅵ)的吸附行为可用准二级动力学模型来描述,且PMOS与Cr(Ⅵ)之间的作用力主要为静电作用力和配位作用力。     

海藻酸钠/聚乙烯亚胺凝胶球的合成及对Cr(Ⅵ)的吸附性能和机制

海藻酸钠(SA)是一种生物质材料,具有来源广泛、价格低廉的特性,被众多科研人员用于实验室研究,制备成吸附剂去除水溶液中的金属离子。但目前制备的大多数SA基吸附材料是实心水凝胶状,具有比表面积较低、吸附速率慢、吸附容量小的缺点。本研究以SA为基体,向其中添加碳酸钙和聚乙烯亚胺(PEI),以戊二醛为交联剂,经冷冻干燥后制备出多孔的SA/PEI凝胶球,探究其对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附特性。通过改变实验条件,研究pH值、Cr(Ⅵ)初始浓度、吸附温度、吸附时间等对SA/PEI凝胶球吸附性能的影响;引入吸附动力学和热力学模型对吸附过程进行分析;采用FTIR、Zeta电位、SEM、XPS对SA/PEI凝胶球合成及吸附Cr(Ⅵ)机制进行综合分析。结果表明,SA/PEI凝胶球对Cr(Ⅵ)的去除率与初始浓度呈负相关;该吸附过程符合拟二级动力学和Langmuir等温吸附模型,且该吸附反应是自发的吸热过程,在温度为318.15 K、pH值为2时,Langmuir等温吸附拟合所得最大吸附量为262.83 mg/g。SA/PEI凝胶球对Cr(Ⅵ)的吸附机制主要为静电作用导致的物理吸附。      

粉煤灰负载壳聚糖吸附剂处理水中Cr(Ⅵ)的研究

将粉煤灰与壳聚糖复合得到一种负载吸附剂,研究了其对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附,详细探讨了固体吸附剂吸附Cr(Ⅵ)的最佳工艺条件.结果表明,该吸附刺对Cr<Ⅵ)具有较好的吸附性能,最佳吸附条件是:温度为25℃,pH=5,Cr(Ⅵ)初始质量浓度为20mg/L,吸附剂用量为10g/L,吸附时间为1h,Cr(Ⅵ)的去除率可以达到90%以上.     

仿生FeS复合材料的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

纳米FeS比表面积大且还原性强,对Cr(Ⅵ)吸附性能优异,但不稳定、易团聚,为解决这一问题,本文以油菜花粉为生物模板,通过共沉淀-焙烧法制得仿生FeS复合材料(bioFeS)。通过SEM、XRD及XPS等方法对bioFeS复合材料的表面微观形态和结构进行了表征。以Cr(Ⅵ)为目标污染物,分别考察了吸附剂用量、反应时间、反应温度、初始Cr(Ⅵ)浓度和pH对bioFeS复合材料吸附Cr(Ⅵ)性能的影响,探究了反应机制。结果表明：油菜花粉生物模板成功分散了FeS,制得的bioFeS复合材料比表面积大,在反应时间为120 min、pH值为1、吸附剂投加量为0.2 g·L^-1、反应温度为25℃的条件下,bioFeS复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附量可达88.95 mg·g^-1;该吸附过程符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型;共存离子NO₃^-和SO₄^2-会抑制Cr(Ⅵ)的去除。结合吸附动力学、热力学及XPS表面元素分析可知bioFeS复合材料除铬机制主要是吸附及化...