氧化石墨烯辐射接枝4-乙烯基吡啶及其对Cr(Ⅵ)吸附性能研究

通过辐照接枝法在氧化石墨烯(GO)的表面接枝4-乙烯基吡啶(4-VP)制备了一种新型Cr(Ⅵ)吸附剂,并研究了单体浓度和吸收剂量对4-VP接枝率的影响。结果表明:聚4-乙烯基吡啶成功接枝到GO表面。接枝产物对Cr(Ⅵ)具有较好的吸附性能,在40min即可达到吸附平衡,吸附机理为离子交换机理,吸附过程符合朗格缪尔吸附等温模型,理论最大吸附量为114.9mg/g。在pH=3.12时,吸附剂对Cr(Ⅵ)吸附量可以达到最大值99.8mg/g。     

污泥基生物炭负载纳米零价铁去除Cr(Ⅵ)的性能与机制

针对电镀、冶金、印染等行业产生的含铬废水所导致的环境污染难题,以城市污泥热解获得的污泥基生物炭(SB)为载体,制备了污泥基生物炭负载纳米零价铁(nZVI-SB)材料用于去除水中的Cr(Ⅵ),探究了铁炭质量比、初始pH值、投加量、温度等因素对去除Cr(Ⅵ)的影响。通过SEM-EDS、XRD和XPS等手段对n ZVI-SB去除Cr(Ⅵ)的机制进行分析。结果表明：n ZVI-SB对Cr(Ⅵ)废水具有较好的去除能力。在投加量0.5 g/L、初始pH=2、温度40℃条件下,Fe与SB质量比为1∶1的nZVI-SB(1∶1)对Cr(Ⅵ)吸附量最大为150.60 mg/g。Cr(Ⅵ)去除过程可通过Langmuir吸附等温式与准二级动力学方程进行拟合。nZVI-SB对Cr(Ⅵ)去除机制主要包括吸附、还原和共沉淀。本文表明污泥基生物炭与纳米零价铁可以协同发挥除Cr(Ⅵ)作用。     

提取腐植酸后的天祝褐煤残渣对污水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

天祝褐煤资源丰富,其提取腐植酸后的残渣对污水中的有害物质有一定的吸附能力.为此,制备了天祝褐煤提取腐植酸后的残渣,研究了其对污水中重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附性能.结果表明:在室温(20～25℃),pH值为5的条件下,褐煤残渣对Cr(Ⅵ)有较好的吸附性能,吸附平衡时间约为4 h;吸附规律符合Freundlich吸附等温式,其相关系数R2为0.968 6,特性常数n为2.044 6,其吸附过程可用Ho准二级反应动力学模型描述.     

凹凸棒石黏土-腐植酸复合吸附剂吸附Cr(Ⅵ)的性能研究

为促进凹凸棒石黏土-腐植酸复合吸附剂在水处理中的应用,用酸改性的甘肃靖远凹凸棒石黏土和天祝褐煤提取的腐植酸制备出凹凸棒石黏土-腐植酸复合吸附剂,通过SEM、XRD、FT-IR等分析方法对复合吸附剂的结构进行了表征,考察了物料配比及吸附时间、pH值、温度、投加量和初始浓度对Cr(Ⅵ)吸附率的影响。结果表明:靖远凹凸棒石黏土最佳酸改性条件为盐酸5 mol/L,酸化时间120 min,酸用量固液比为1∶10。当Cr(Ⅵ)的起始浓度为0.1 g/L,体积为50 m L,复合吸附剂用量为1.2 g,吸附时间为6 h,p H值为6,温度25℃,酸改性的凹凸棒石黏土与腐植酸的最佳复合比为1∶3时,复合吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附率达到91.7%。复合吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附满足Freundlich模型。在25~45℃条件下,吸附过程ΔG <0、ΔS=87.46 J/(mol·K)、ΔH=-21.2 kJ/mol,表明该吸附是一个自发、熵增、放热的过程。     

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)。     

提取腐植酸后的天祝褐煤残渣对污水中Cr(VI)的吸附性能

天祝褐煤资源丰富,其提取腐植酸后的残渣对污水中的有害物质有一定的吸附能力。为此,制备了天祝褐煤提取腐植酸后的残渣,研究了其对污水中重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附性能。结果表明:在室温(20～25℃),pH值为5的条件下,褐煤残渣对Cr(VI)有较好的吸附性能,吸附平衡时间约为4h;吸附规律符合Freundlich吸附等温式,其相关系数R2为0.9686,特性常数n为2.0446,其吸附过程可用Ho准二级反应动力学模型描述。     

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)。     

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。     

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。     

两性细菌纤维素对持久性污染物的吸附机理研究

以细菌纤维素为原料,分别以烯丙基胺和丙烯酸为单体,以硝酸铈铵为引发剂制备新型、高效的两性吸附材料——烯丙基胺-丙烯酸-细菌纤维素(al-AABC)。通过静态吸附实验,考察了其对持久性污染物Cu2+、Pb2+、Cd2+和Cr(Ⅵ)的吸附等温线和吸附动力学特性,并探讨了吸附作用机理。结果表明,al-AABC对Cu2+、Pb2+、Cd2+和Cr(Ⅵ)吸附更好地符合Langmuir-Freundlich吸附等温方程和准二级反应动力学模型,说明BC经接枝共聚改性后表面具有一定的多相性,以化学吸附作用为主,对金属离子的吸附速率大小顺序为Cd2+Cr(Ⅵ)Pb2+Cu2+。粒子内扩散拟合曲线均不经过原点,证明粒子内扩散并不是唯一速率控制步骤。     

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。      

埃洛石纳米管/聚间苯二胺复合材料去除Cr(Ⅵ)的性能

为了获得一种去除重金属Cr（Ⅵ）的高性能吸附材料,在原位化学聚合过程中滴加Na₂CO₃对产物的氧化态进行调节,室温条件下成功制备了埃洛石纳米管/聚间苯二胺（HNTs/PmPD）复合材料。采用SEM、TGA、EDS、Brunauer-Emmett-Teller比表面积分析（BET）、电感耦合等离子体质谱分析（ICP-MS）、FTIR和Zeta电位分析（Zeta）等对HNTs/PmPD复合材料性能和表面结构进行表征。同时,还研究了pH值、时间、初始浓度和温度等实验参数对HNTs/PmPD复合材料的去除Cr（Ⅵ）效果的影响。通过动力学和等温线模型对HNTs/PmPD复合材料吸附Cr（Ⅵ）的实验数据进行了拟合评估。HNTs/PmPD复合材料具有优异的Cr（Ⅵ）去除能力及良好的沉降分离和循环再生性能,室温下的Cr（Ⅵ）吸附容量可达到855.66 mg·g-1以上。研究表明,存在于HNTs/PmPD复合材料表面的大量氨基和亚胺基是去除Cr（Ⅵ）的主要活性位点。HNTs/PmPD复合材料性能优异,在含Cr（Ⅵ）废水治理领域具有广阔的应用前景。      

一种多胺型纤维素吸附剂的制备

以天然纤维素为原料,制备重金属离子吸附材料.秸秆纤维经过碱化、环氧化、烯胺化,制备了多胺型纤维素,对制备该多胺型纤维素的影响因子如温度、时间、碱浓度、环氧氯丙烷用量、二乙烯三胺用量等进行了分析研究,确定了环氧化的最优条件为:反应温度40℃,环氧氯丙烷与秸秆纤维的质量比5:1,二次碱浓度8%,反应时间15h;烯胺化的最优...     

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。     

聚吡咯/壳聚糖复合膜的制备及其对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附机制

以聚吡咯(PPy)和壳聚糖(CS)为原料,制备PPy/CS复合膜,通过红外、孔径分析、热分析和SEM等手段对其结构进行表征,并研究了PPy/CS复合膜对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附性能的影响及吸附机制,考察了pH值、吸附时间、溶液起始浓度等因素对吸附率的影响。结果表明,初始浓度对吸附率影响最大;在pH=3.5、温度为333 K及速率为100 r·min?1下震荡吸附50 min,20 mg的PPy/CS复合膜吸附6 mg·L?1的Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)混合液时,PPy/CS复合膜对Cu(Ⅱ)表现出很好的选择性,吸附量达2.715 mg·g?1;通过对PPy/CS复合膜和CS膜的吸附性能比较,PPy/CS复合膜对Cu(Ⅱ)的吸附率增加至94.14%;采用0.1 mol·L?1的NaOH溶液对吸附Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的PPy/CS复合膜进行脱附再生,循环15次后,其吸附量变化很小,可以多次使用。研究表明,PPy/CS复合膜对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温式。      

蒙脱土/Fe3O4/腐殖酸复合材料对U(Ⅵ)的作用机制

通过水热法制备蒙脱土/Fe₃O₄/腐殖酸复合材料(MFH),探究pH值、MFH的投加量、吸附时间、U(Ⅵ)初始浓度及温度等因素对MFH吸附U(Ⅵ)的影响。结果表明:在所选实验条件范围内,MFH的投加量对其吸附U(Ⅵ)的影响最大;当U(Ⅵ)初始浓度为5 mg·L^-1,pH值为6,MFH投加量为0.3 g·L^-1,温度为30℃时,MFH对U(Ⅵ)去除在30 min后达到平衡,此时去除率达到97.7%;MFH对U(Ⅵ)的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir模型;MFH对U(Ⅵ)的去除机理为络合作用和还原作用。再生实验表明,经5次吸附-解吸后,MFH复合材料对U(Ⅵ)的吸附率仍在90%以上,表明MFH对U(Ⅵ)的去除效果较好且具有高效重复利用性。     

C@K2Ti6O13分级纳米材料对Cr(VI)的吸附去除

Cr(VI)具有非常大的生物毒性, 去除溶液中的Cr(VI)是当前的一个研究热点。本研究制备了C@K₂Ti₆O₁₃分级纳米材料, 并用不同表征手段对材料的物相和结构等进行表征, 进一步探究了初始pH、吸附时间、离子强度等对C@K₂Ti₆O₁₃复合纳米结构吸附Cr(VI)的影响。实验结果表明C@K₂Ti₆O₁₃复合纳米结构对Cr(VI)有较强的吸附能力, 1 h内去除率能够达到50%以上, 其吸附动力学符合准二级动力学模型, 吸附热力学符合Langmuir等温吸附模型, 表明这种分级纳米材料在环境治理方面应用潜力巨大。     

铝交联改性累托石对水溶液中Cr（Ⅵ）的吸附性能

天然累托石（REC）价格低廉,吸附性较强,将其与铝交联剂进行交联反应而制得的铝交联改性累托石（AL-REC）可用于处理含铬电镀废水。用傅立叶变换红外光谱和X射线粉末衍射仪对铝交联改性累托石进行了表征,显示改性后其骨架并没有发生变化,而晶面间距d001由2．37nm提高到2．78nm;研究了静态条件下AL—REC对水溶液...     

酰腙类化合物修饰MCM-41吸附Cr(Ⅵ)性能

合成了2-羰基丙酸-4-甲基苯甲酰腙(简称酰腙1)和2-羰基丙酸-4-硝基苯甲酰腙(简称酰腙2)两种酰腙化合物,采用红外光谱法和X射线单晶衍射法对其进行了表征,并将其应用于修饰MCM-41分子筛中。用两种酰腙修饰后的MCM-41分子筛吸附废水中的铬(Ⅵ),考察了吸附时间、溶液pH值、吸附剂用量和温度对吸附效果的影响,同时对吸附过程进行了热力学和动力学拟合。测试结果表明,在吸附时间为40 min,分子筛加入量为0.3 g,溶液pH值为6,溶液温度为20℃时,吸附效果最好,MCM-41-酰腙1和MCM-41-酰腙2对铬(Ⅵ)的去除率分别可以达到97.6%和98.2%。吸附过程是熵减小的放热过程,反应过程分别遵循准一级反应和准二级反应动力学。