混酸掺杂聚吡咯/凹凸棒石复合材料对甲基橙的吸附性能

采用原位聚合法合成了盐酸(HCl)与对甲苯磺酸(TSA)共掺杂的聚吡咯/凹凸棒石(PPy/ATP)复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对复合材料的结构进行表征,发现聚吡咯微球包覆在凹凸棒石的外面,形成了粗糙的表面,其红外谱图与聚吡咯的基本一致,只是强度略有变化。考察了吸附时间、吸附剂用量、pH值和溶液初始浓度对复合材料吸附甲基橙的影响,结果表明,在45℃,溶液初始浓度为35mg/L,pH值=7,反应时间为4h,0.02g的复合材料对甲基橙的吸附效果最好;吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温式,最大吸附量为143.07mg/g。     

Ni(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)在聚吡咯/凹凸棒粘土上的竞争吸附

以三氯化铁(FeCl3)为氧化剂,采用原位聚合法制备了聚吡咯/凹凸棒粘土(PPy/ATP)复合材料。通过傅里叶变换红外光谱、扫描电镜等方法对复合材料结构进行了分析表征,研究了其对水中重金属离子Ni(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附性能,考察了影响Ni(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)吸附率的主要因素、热力学性能,以及2种离子的吸附等温线类型。结果表明,m(py)∶m(ATP)=1∶1,复合材料质量为0.06 g,反应时间1h时复合材料吸附性能达到最佳,且对Cr(Ⅵ)的吸附性能明显优于Ni(Ⅱ)。该复合材料对于Ni(Ⅱ)的吸附符合Freundlich等温方程,而Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir等温方程。经过Langmuir等温方程非线性拟合可知,在双离子竞争体系中,对Cr(Ⅵ)的最大吸附容量可达139.41 mg/g。扫描电镜的结果为PPy/ATP复合材料依然具有棒状结构,凹凸棒表面附着的聚吡咯颗粒多而均匀。     

AA/SiO2/CTS复合材料制备及其吸附铬离子研究

通过浸渍法分别用丙烯酸(AA)和纳米二氧化硅(SiO₂)改性壳聚糖(CTS),制备AA/SiO₂/CTS复合材料。通过红外光谱表征了复合材料的结构，并以复合材料为吸附剂吸附铬离子，研究了复合材料吸附铬离子的吸附性能。结果表明：当吸附剂用量为2.0g, pH为6左右，铬离子浓度为20mg/L,温度为25℃,吸附70min时，吸附效果最好，改性后的复合吸附剂AA/SiO₂/CTS的吸附率最高可达96%,明显高于未改性CTS的85%和AA/CTS的92%。吸附热力学和动力学研究表明，Freundlich等温模型和拟二级动力学模型更加符合吸附过程。     

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)。     

聚吡咯/凹凸棒石水性导电涂料的制备

用吡咯单体(Py)在凹凸棒石(ATP)的表面发生原位聚合反应,制备出聚吡咯/凹凸棒石(PPy/ATP)纳米导电复合材料.通过Fourier红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜对复合材料进行表征,结果表明聚吡咯的包覆没有破坏凹凸棒石的晶体结构,两者之间作用仅为物理作用.以PPy/ATP为填料制备的水性丙烯酸涂料导电性高于以PPy为填料制备的水性丙烯酸涂料,并通过SEM研究了涂层的导电机理,表明PPy/ATP在导电涂料中具有更为广阔的应用前景.     

酸改性活性炭对EDTA废水的吸附

采用盐酸和硝酸对活性炭进行改性处理获得酸改性活性炭,并将其用于处理EDTA废水。考察改性条件(如酸的种类、改性时间和酸的浓度)、振荡速度和酸改性活性炭投加量等因素对吸附效果的影响,同时采用吸附等温模型和吸附动力学模型进行拟合分析。结果表明,采用1.0mol/L盐酸改性12h所获得的改性活性炭吸附效果最好。在EDTA初始浓度为300mg/L、溶液体积为50mL、温度为20℃、振荡速度为200r/min,改性活性炭投加量为0.2g时,48h后吸附量为47.1 mg/g,吸附率为62.8%;而当改性活性炭投加量增加到2.0g时,吸附率达到93.8%。改性活性炭对EDTA的吸附很好地符合Langmuir吸附等温模型(0.9963),其吸附动力学行为可用Bangham动力学方程和准二级动力学方程来描述。     

活化ATP对重金属离子Cr~(6+)的吸附动力学性能研究

天然纳米矿物凹凸棒石(ATP)通过碱焙烧、酸水热及微波活化手段可增大比表面积并改变其表面电荷,从而提高吸附能力。研究了活化ATP表面变化及对水体中重金属离子Cr~(6+)的吸附效果影响,并对吸附动力学性能进行讨论。研究结果表明,碱焙烧、酸水热和微波活化改变了ATP表面官能团、Zeta电位和比表面积。NR-ATP的最佳吸附条件为:Cr~(6+)初始浓度为20mg/L,pH=6.5,温度在25℃、吸附时间为24h;活化ATP对Cr~(6+)的吸附动力学符合准二级动力学方程,且ATP、NR-ATP和HM-ATP中内扩散不是控制吸附过程的唯一步骤。     

改性凹凸棒土吸附剂去除水中的Cr(VI)

以凹凸棒土为载体,合成了乙二胺(EDA)改性凹凸棒土(ATP)吸附剂EDA/ATP复合材料。采用FTIR、TGA对吸附剂进行表征,同时将其应用于对水中Cr(VI)的吸附,研究了溶液初始浓度、吸附时间、溶液pH、Cl?与PO₄3?阴离子浓度对吸附的影响。FTIR和TGA结果表明乙二胺已成功接枝到凹凸棒土表面。吸附实验表明,25℃时EDA/ATP复合材料对Cr(VI)的最大吸附容量为153.78 mg·g?1,吸附在800~900 min内达到平衡,吸附符合Freundlich吸附等温模型和拟二级动力学模型;在初始溶液pH为2~10条件下,随着pH的增加,吸附量先增加再降低,pH为3时,吸附量最大;Cl?对吸附影响较小,PO₄3?对吸附的影响较大,当PO₄3?浓度达到20 mmol·L?1时,Cr(VI)最大吸附量下降了83 mg·g?1;实验表明EDA/ATP可作为一种潜在处理水中Cr(VI)的吸附剂。      

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。      

剥离型聚吡咯/蒙脱土纳米复合材料的制备及对Cr~(6+)的吸附研究

以Pickering乳液液滴为模板,通过界面化学氧化聚合制备了剥离型聚吡咯/蒙脱土纳米复合材料(PPy/MMT),研究了PPy/MMT对水中六价铬(Cr~(6+))的吸附特性,探讨了溶液pH值、吸附时间、浓度、温度等因素对Cr~(6+)的吸附效果的影响,并考察了PPy/MMT的吸附再生性能。结果表明:PPy/MMT吸附Cr~(6+)的最佳pH值为2时,对Cr~(6+)的去除效率可达到99.99%,吸附符合Langmuir等温模型,最大吸附容量为289.02mg/g;PPy/MMT能够进行循环吸附,吸附2个循环而不降低对Cr~(6+)离子的去除效率。     

磁性Fe_3O_4/改性煤渣复合材料的制备及其对Cr~(6+)的吸附性能研究

以盐酸浸泡锅炉房的废弃煤渣即改性煤渣为前驱体,采用溶剂热法制备了磁性四氧化三铁(Fe_3O_4)/改性煤渣复合材料,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和物理吸附仪(BET)等对复合材料进行了表征分析。用磁性Fe_3O_4/改性煤渣复合材料作为吸附剂吸附Cr~(6+),并考察了吸附剂用量、吸附时间、Cr~(6+)溶液的初始pH和初始浓度对材料吸附性能的影响。结果表明,在吸附剂用量为1.5g,吸附时间为30min,Cr~(6+)溶液的初始pH=3.00的条件下,吸附效果最好。动力学分析可知,磁性Fe_3O_4/改性煤渣复合材料对Cr~(6+)溶液的吸附符合准二级动力学方程,连续进行5次吸附/再生循环后,材料的吸附率均在90%以上,表明其具有较好的循环可再生性,同时Fe_3O_4本身具有的磁性可用于废水处理过程的快速分离。     

改性向日葵秸杆、棉杆吸附剂对水体中孔雀石绿的吸附研究

对NaOH改性向日葵秸杆和棉杆用于水体中孔雀石绿(MG)的去除进行研究,考察了改性吸附剂添加量、溶液pH、吸附时间和温度对其吸附效果的影响,通过动力学和热力学拟合、傅里叶红外光谱仪分析探讨吸附机理。结果表明:改性吸附剂对MG的吸附量较其改性前有明显提高;MG溶液在pH=5~8时有利于吸附,最大去除率可以达到99%以上;改性棉杆吸附剂(MCS)和改性向日葵杆吸附剂(MSS)对MG的吸附过程符合准2级动力学方程;Langmuir等温吸附方程能较好地描述改性吸附剂对MG的吸附特性,最大理论吸附量分别为124.38和48.99mg/g。红外光谱分析,O—H、C—O在吸附过程中发挥了重要作用。     

TiN/聚吡咯纳米复合材料的制备及表征

采用氨解法制备了纳米氮化钛(TiN)粉体,对纳米TiN粉体进行表面改性,使其均匀分散到吡咯单体中.采用原位聚合法制备了TiN/聚吡咯(PPy)纳米复合材料.对合成的复合材料用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、四探针测试仪等方法进行了表征与检测.结果表明:PPy成功地包覆在TiN纳米颗粒表面,形成了纳米TiN/PPy复合材料.复合材料具有优良的电性能.     

复合酸掺杂的聚苯胺对Cr(Ⅵ)的吸附性能

采用原位聚合法合成了盐酸与对甲基苯磺酸(TSA)共掺杂的聚苯胺,研究了不同比例复合酸掺杂对聚苯胺的微观形貌和对水中重金属Cr(Ⅵ)吸附性能的影响。通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)对掺杂态聚苯胺进行了研究与表征,考查了影响吸附容量的主要因素(pH值、吸附时间、温度、溶液浓度)。研究结果表明,室温下对甲苯磺酸和盐酸的摩尔比为9∶1时,掺杂态的聚苯胺形成了较疏松、规则的纳米棒状结构,其对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和二级动力学模型,在50℃、溶液pH值为2时,最大吸附容量为413.22mg/g。     

聚吡咯/壳聚糖复合导电材料制备及其性能研究

电极材料是电容法去离子(CDI)技术的核心。为了提高聚吡咯(PPy)的吸附容量、电化学稳定性及其使用寿命,将壳聚糖(CS)和PPy复合制得PPy/CS复合导电材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)和循环伏安法(CV)对PPy/CS复合导电材料进行表征。重点考察了氧化剂、CS、PPy及掺杂剂的用量对复合材料性能的影响规律。结果表明:PPy与CS结合形成了性能优良的导电聚合物复合材料;以三氯化铁(FeCl3)为氧化剂制得的PPy/CS复合导电材料性能更优,比电容达到0.46F/cm2;PPy/CS复合导电材料最佳制备参数为:CS用量1.5g、PPy用量70μL、FeCl3用量25mL、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)用量50mL。     

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)。     

光催化原位氧化聚合法制备聚吡咯/TiO_2复合材料及其可见光催化降解罗丹明B的性能

在无需引发剂的条件下,通过光催化原位氧化聚合法一步合成了聚吡咯/TiO2纳米复合材料(PPy/TiO2)。采用UV-Vis、XRD、XPS和FTIR技术对吡咯在TiO2表面的聚合过程和复合材料的结构进行了表征。以罗丹明B(RhB)的降解反应研究了PPy/TiO2复合材料的光催化性能。研究表明,紫外光(λ=365nm)激发TiO2形成电子-空穴对,空穴迁移至表面与吸附于TiO2表面的吡咯单体作用,迅速形成吡咯阳离子和低聚体,最终形成聚吡咯并包覆在TiO2的表面。光催化结果表明,PPy/TiO2复合材料可加速RhB在可见光和紫外光下的降解速率,所制备的PPy/TiO2复合材料是一种可应用于光电转化和光催化方面的多功能材料。     

氢氧化钠改性亚麻对模拟孔雀石绿染料废水吸附性能研究

以NaOH改性亚麻原料制备良好型吸附剂,用于对模拟孔雀石绿(Malachite Green-MG)染料废水的吸附研究。考察了吸附因素对NaOH改性亚麻吸附MG溶液的影响,采用吸附等温方程和反应动力学方程、吸附热力学参数进行机理分析,并利用SEM、FT-IR对亚麻改性前后进行结构表征。结果表明,在25℃、转速150r/min的条件下,MG溶液初始浓度为100mg/g、吸附时间60min、改性吸附剂用量0.1g,最大去除率和吸附量分别为96.13%、24.03mg/g。相比于Langmuir吸附等温方程(R~2=0.7522),NaOH改性亚麻对MG溶液的吸附更符合Freundlich吸附等温方程(R~2=0.9597),表明该吸附为多层吸附。相比于准一阶反应动力学方程(R~2=0.858),准二阶反应动力学方程(R~2=0.999)可以更好的描述NaOH改性亚麻对MG溶液的吸附,表明该吸附反应为化学吸附。     

改性柚皮对水中Cu~(2+)的吸附性能研究

通过异丙醇对柚皮进行改性,用于吸附水中的铜离子。考察吸附时间、pH、改性柚皮用量等因素对吸附效果的影响。结果表明:当pH=6,改性柚皮粉用量8g/L,吸附时间50min时,Cu~(2+)的去除率达90%以上。等温吸附规律可用Langmuir和Freundlich方程较好地描述,吸附热力学表明改性柚皮对水中Cu~(2+)的吸附是自发进行的吸热过程,改性柚皮对水中Cu~(2+)的吸附能较好地符合准二级动力学模型。     

聚吡咯及其复合材料导电稳定性的研究

对聚吡咯/二氧化硅(PPy/SiO2)、聚吡咯/蒙脱土(PPy/MMT)复合材料的电导率及其导电稳定性进行了研究.通过对材料进行定期和不同条件下的测试发现对PPy/SiO2复合材料而言,导电稳定性随时间延长而下降.对PPy与不同百分含量偶联剂处理过的SiO2的复合材料(PPy/APS-SiO2)而言,聚吡咯导电稳定性提高很多.PPy/MMT复合材料在室温具有较好的导电稳定性,而且合成温度越低,所得产物的稳定性越好.在0℃下合成的PPy/MMT复合物在空气中放置50天,电导率仅降低10%.