改性黄原胶/膨润土复合树脂对Cu2+的吸附热力学与动力学研究

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酸(AA)为单体,利用水溶液聚合法制备了改性黄原胶/膨润土复合树脂。研究了复合树脂对Cu2+的静态吸附行为,并分析了其吸附热力学和动力学特征。采用红外光谱仪(FT-IR)和X射线衍射仪(XRD)对复合树脂及吸附产物结构进行了表征。结果表明:在303K、313K和323K温度下,复合树脂对Cu2+吸附等温线同时符合Langmuir和Freundlich等温方程,吸附是一个自发的吸热过程,吸附行为可以用二级吸附动力学模型来描述,吸附后复合树脂的结晶能力下降。     

SiO_2气凝胶对罗丹明B的吸附动力学研究

研究SiO2气凝胶对罗丹明B的吸附动力学特征,考察溶液吸附剂用量、吸附时间、吸附温度及罗丹明B初始浓度对SiO2气凝胶吸附效果的影响。结果表明:吸附量随着气凝胶加入量的增大而减小,在吸附时间40min,吸附温度14℃,罗丹明B初始浓度为6mg/L时吸附效果较好。SiO2气凝胶对罗丹明B的吸附行为可用Langmuir和Frenundlich吸附等温式进行描述,相关性均较好,但更符合Frenundlich经验公式。采用一级动力学和二级动力学模型考察吸附过程,吸附过程符合二级动力学方程。     

季铵化聚乙烯醇-钛酸四丁酯杂化膜对罗丹明B的吸附性能

以季铵化聚乙烯醇(QPVA)与钛酸四丁酯(TBT)为原料通过溶胶-凝胶法制备了有机-无机杂化膜,进而考察了其对罗丹明B(RB)的吸附性能。结果表明,当吸附时间90min、pH值4、RB的初始浓度110mg/L、温度40℃、TBT的质量分数为5%,该膜对RB的吸附量最大(32.92mg/g)。利用吸附动力学和热力学模型对该膜吸附RB的过程进行模拟,结果表明:RB在该杂化膜上的吸附等温线符合Langmuir方程,吸附动力学可以用拟二级动力学模型描述。ΔG、ΔH和ΔS的计算结果表明:该杂化膜对RB的吸附是自发的吸热过程。     

镁铝双金属氧化物复合丙烯酸酯系吸油树脂的合成及吸附性能研究

以硝酸镁、硝酸铝和尿素为原料,并加入十二烷基磺酸钠制备了疏水性镁铝氧化物。以丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸丁酯(BMA)和苯乙烯(St)为单体,聚乙烯醇(PVA)为分散剂,乙酸乙酯为致孔剂,过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,加入一定量疏水性镁铝氧化物,合成镁铝双金属氧化物复合丙烯酸酯系吸油树脂,并对该复合树脂的吸油性能进行了性能测试。结果表明,复合树脂对四氯化碳、三氯甲烷和甲苯的最高吸附倍率分别为42.89、36.29、26.85g/g。对复合树脂吸附四氯化碳的动力学模型拟合结果表明,复合树脂吸油符合准一级动力学模型。复合树脂的热重分析结果表明,复合树脂比原树脂的热稳定性有一定提高。     

水滑石的有机改性及吸附性能研究

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对镁铝水滑石(LDH)进行有机改性,通过XRD、SEM、Raman mapping等表征证明改性水滑石(C-LDH)具有良好的层间结构,改性剂CTMAB进入了水滑石内部。利用LDH和C-LDH分别对有机污染物(直接黑G)和重金属离子(Pb~(2+)、Cr~(6+)、Zn~(2+)、Cu~(2+))的吸附能力进行考察,结果表明C-LDH对直接黑G和重金属离子吸附能力相比未改性前均有所提高。C-LDH对直接黑G和重金属离子同步吸附试验结果表明,其对直接黑G和Cr~(6+)离子是协同吸附,对Pb~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)离子的是竞争吸附。通过C-LDH吸附过程的热力学和动力学模型分析,C-LDH对直接黑G、Pb~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)离子的吸附过程较符合Freundlich等温吸附模型,Cr~(6+)离子的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型;C-LDH对直接黑G和重金属离子的吸附行为符合准一级动力学方程。     

磁性活性炭的制备及其氨氮吸附机理

以不锈钢企业盐酸酸洗废水为活化剂,柚子皮为原料,采用简单一步法制备铁基磁性活性炭,考察不同条件下该碳材料的氨氮吸附性能。扫描电镜和N_2-吸脱附表征结果显示:700℃焙烧所得活性炭具有较大的比表面积(758.6m~2/g)和良好的氨氮吸附性能,并具有一定磁性易通过磁性辅助技术分离。采用准一级动力学方程、准二级动力学方程和颗粒内扩散方程对磁性活性炭吸附氨氮进行拟合,吸附动力学较符合准二级动力学方程。吸附等温方程符合Freundlich等温模式,氨氮在磁性活性炭表面的吸附为吸热过程,以物理吸附为主,同时伴随NH_4~+与磁性活性炭表面Fe~(3+)之间的离子交换。     

分子印迹掺氮二氧化钛的选择性光催化行为及其动力学研究

为了探究分子印迹光催化剂的选择性降解行为,采用水热法,以钛酸丁酯为钛源、尿素为氮源、罗丹明B为模板分子,制备了分子印迹掺氮TiO₂。FT-IR、XRD、低温N_2吸附-脱附技术、UV-Vis DRS等表征结果显示,样品均为锐钛矿相;分子印迹一定程度地改善了光催化剂的孔隙结构,增大了孔容体积和比表面积,并且增强了可见光区的光吸收强度。可见光下催化剂对三苯甲烷类污染物罗丹明B、罗丹明6G和结晶紫的光降解表观速率常数(k_ap)分别提高1.97、1.21和1.26倍,说明分子印迹不仅提高了光催化剂的可见光活性,而且对目标污染物表现出良好的选择性。结合等温吸附实验,以Langmuir-Hinshelwood动力学积分模型探究吸附平衡常数(K_a)和降解反应速率常数(k_r)对k_ap的贡献,发现罗丹明6G只与降解反应能力的提高有关,结晶紫同时归功于吸附和降解反应能力,罗丹明B则源于更为突出的吸附能力,该结果是由于模板分子印迹产生的特异识别位点所致。     

蔗渣纤维素-海藻酸钙-膨润土多孔微球的制备及其对罗丹明B吸附性能的研究

以蔗渣纤维素、海藻酸钠为三维网络框架,膨润土为吸附功能单元,采用金属离子交联法联合物理包载法制备蔗渣纤维素-海藻酸钙-膨润土多孔微球,研究其对罗丹明B吸附性能,探究其吸附机理。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和热重(TG)等表征手段分别对多孔微球形貌、晶相和热稳定性进行表征。结果表明：在固液比2g/L,染料溶液pH=3,体积为25mL,初始浓度为400mg/L,吸附温度为318K,吸附360min后,吸附量高达87.14mg/g。多孔微球吸附罗丹明B过程符合准二级动力学模型,罗丹明B在多孔微球吸附遵循Langmuir等温线吸附模型。吸附罗丹明B前后,多孔微球为类球形,具有一定孔隙结构;多孔微球中膨润土晶型结构无明显改变,且具有一定热稳定性。     

高分子膜载体固定化木瓜蛋白酶吸附动力学

采用静态吸附法研究了高分子膜载体尼龙6固定化木瓜蛋白酶的吸附特性,从热力学和动力学角度探讨了吸附机理。结果表明,等温吸附过程符合Freundlich模型,283 K、pH 6.0时,尼龙6对木瓜蛋白酶的饱和吸附量为1.692 mg/g。动力学吸附过程符合准二级动力学方程,在283 K2、93 K和303 K时,平衡吸附量的计算值(qe,cal)分别为1.778 mg/g、1.780 mg/g和1.800 mg/g,与实验值接近。     

掺杂不同铁含量介孔SiO_2微球对甲基紫吸附研究

为改善印染废水的深度处理效果,通过吸附试验研究掺杂不同铁含量的介孔SiO2微球(Fe-MSM)吸附水中甲基紫(MV)染料的最佳吸附条件、动力学方程和吸附机理。采用XRD、FT-IR、N2吸附-脱附、SEM及AAS对吸附剂进行表征,考察了吸附剂用量、吸附时间、初始染料浓度、pH对吸附性能的影响,得出表观动力学方程及相关参数,并探讨了吸附机理。结果表明:铁掺杂量不同对MV吸附率的影响不大;初始浓度为50mg/L MV溶液,吸附剂用量为10mg,吸附平衡时间为30min,pH偏弱碱性时吸附性能最好达99%。吸附过程符合表观二级动力学方程,颗粒内扩散是速率控制步骤。     

介孔SiO2纳米球为载体的Pb(Ⅱ)印迹聚合物吸附性能研究

以壳聚糖为单体,介孔SiO_2纳米球为载体,3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)为交联剂制得Pb(Ⅱ)印迹聚合物,用红外光谱、X射线衍射和扫描电镜对其形态进行表征,用原子吸收分光光度计研究其吸附和洗脱等条件对聚合物吸附性能的影响。结果表明:最佳吸附酸度为pH=5～6;最佳静置吸附时间为4～6h,最佳Pb~(2+)初始浓度为160～240mg/L;吸附动力学结论表明吸附速率符合准二级动力学方程。吸附等温线符合Langmuir吸附模型;用2.0mol/L硝酸溶液进行洗脱,洗脱率达到99.60%;常见干扰离子基本不干扰吸附富集测定。     

鞣酸模板交联壳聚糖/凹凸棒粘土复合树脂的吸附性能

以鞣酸(TA)为模板,采用乳化交联法制备了壳聚糖/凹凸棒粘土复合树脂(TA-CAR)。利用红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对树脂的结构和形态进行表征。结果表明,与非模板树脂相比,TA-CAR对TA的吸附量从185 mg/g提高到232 mg/g,且具有一定的吸附选择性,树脂的吸附等温线和动力学可以用Langmuir方程和伪二级动力学模型很好地拟合,TA-CAR较高的吸附能力归因于树脂中特异吸附位点的识别作用和表面吸附的协同作用。树脂的再生性能研究表明,凹土的加入不但提高了复合树脂的吸附量,而且显著改善了树脂的耐酸能力,可实现树脂的再生利用。     

高粱秸秆生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附热力学与动力学研究

利用Langmuir和Freundlich等温方程、准一级及准二级动力学方程对实验数据进行拟合分析,研究了高粱秸秆生物炭(SSB)对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附热力学与动力学行为。结果表明:SSB对Cr(Ⅵ)的等温吸附规律可用Langmuir吸附等温方程描述,吸附过程较好的符合准一级动力学方程。吸附过程的ΔG00、ΔH00,且仅为13.874kJ/mol,ΔS00,说明SSB对Cr(Ⅵ)的吸附是以物理吸附为主的自发吸热过程。     

磁性交联壳聚糖微球的制备及对Cu~(2+)的吸附性能

以Fe3O4为磁核,环氧氯丙烷为交联剂,制备了磁性交联壳聚糖微球(MCB),采用FT-IR和VSM对MCB进行表征,结果表明,Fe3O4被壳聚糖包埋,制备的MCB的饱和磁化强度为12.8emu/g。其交联度、溶胀度和含水量分别为85.2%、6.94%和80.1%。同时研究了MCB对Cu2+的吸附性能,研究表明:MCB对Cu2+的吸附的最佳pH值为5,MCB对Cu2+的吸附符合Langmuir方程,为单分子层吸附,最大吸附容量为64.6mg/g;动力学研究表明,MCB对Cu2+的吸附过程符合准二级动力学方程。MCB再生-重复使用8次,其吸附容量没有明显的降低。     

pH对低温燃烧法合成钨酸铋光催化降解罗丹明B的影响

以低温燃烧法制备钨酸铋(LCM-Bi2WO6), 并表征了其晶体结构、形貌特征、等电点及紫外漫反射谱, 同时以染料罗丹明B(RhB)为目标污染物(25 mg/L, pH=4), 考察了所制备Bi₂WO₆的吸附性能和光催化性能, 并探讨了RhB溶液pH(1、4、7、10)及酸度调节剂成分(盐酸和硫酸)的影响。结果表明, 所制备Bi₂WO₆为正交相, 吸收极限波长为455 nm, 禁带宽度为2.72 eV, 晶格粒径为14.7 nm, 等电点为3.43; 其对RhB的吸附和光催化效果强于水热法制备Bi₂WO₆和二氧化钛(TiO₂)。不同pH溶液中, LCM-Bi₂WO₆对RhB的吸附过程和光催化过程分别符合准二级动力学方程和一级动力学方程式, 且吸附平衡量(7.48~21.93 mg/g)和光催化速率常数(0.0197~0.1181 min^-1)均随pH降低而增大。LCM-Bi₂WO₆对RhB的光催化降解主要由·OH所致。光催化过程中, RhB紫外可见光谱的蓝移现象揭示LCM-Bi2WO6可通过脱乙基-共轭显色基团断裂途径降解RhB。以H₂SO₄调节酸度时, SO₄^2-离子可被Bi₂WO₆强吸附, 从而使得LCM-Bi₂WO₆对RhB的平衡吸附量(qe为6.03 mg/g)和光催化速率(kv为0.115 min-1)远小于HCl调节(qe为21.93 mg/g, kv为0.1181 min-1)时对RhB的平衡吸附量和光催化速率。     

金属-有机骨架复合材料Cu-1,3,5-苯三甲酸/氧化石墨烯对亚甲基蓝的吸附性能研究

利用金属-有机骨架复合材料Cu-1,3,5-苯三甲酸/氧化石墨烯(Cu-BTC/GO)作为吸附剂,研究了其对水相中亚甲基蓝的吸附行为。通过扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、红外光谱、热重分析及比表面积分析等手段对该复合材料的结构进行表征。探讨了温度、pH和亚甲基蓝初浓度等因素对Cu-BTC/GO吸附性能的影响。结果表明:在pH=7、30℃的条件下,125mg/L Cu-BTC/GO对10mg/L亚甲基蓝有优异的吸附能力;Cu-BTC/GO对亚甲基蓝的吸附动力学数据符合准二级动力学方程,吸附模型符合Langmuir等温吸附方程;通过Langmuir模型计算可知,该复合材料对亚甲基蓝的最大吸附量可达480.77mg/g。     

锰铁氧体/生物炭的制备及其对Pb~(2+)吸附性能的研究

利用水热法合成了锰铁氧体/生物炭吸附材料(FBC),用于去除溶液中Pb~(2+)离子。通过傅里叶变换红外光谱仪对吸附前后FBC进行表征分析,研究了溶液初始pH、溶液初始质量浓度、吸附时间等对Pb~(2+)离子吸附的影响,探讨了吸附动力学特性和吸附等温线特性。结果表明:温度为25℃,FBC吸附Pb~(2+)离子在120min内即可达到吸附平衡,最大吸附量为126.1mg/g;吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程,说明FBC对Pb~(2+)离子的吸附过程主要是单分子层化学吸附。再生吸附实验结果显示,重复利用5次后,FBC对Pb~(2+)离子的吸附量超过70mg/g,表现出良好的再生性能。     

蛭石/聚乙二醇/丙烯酸水凝胶对阳离子染料的吸附研究

研究了用辉光放电电解等离子体引发合成的蛭石/聚乙二醇/丙烯酸(VMT/PEG/AA)水凝胶对常见阳离子染料结晶紫、亚甲基蓝和孔雀石绿的吸附行为,考察了pH值、吸附时间、初始染料浓度等因素对吸附量的影响,同时对水凝胶的吸附-解吸性能进行了研究。结果表明:VMT/PEG/AA水凝胶达到吸附平衡的时间为3h,最佳pH值为6,其对染料的吸附行为符合准二级动力学方程,水凝胶具有一定的解吸和再生能力。     

改性甘蔗渣吸附剂的制备及其对直接桃红12B的吸附性能研究

以农业废弃物甘蔗渣为原料,用氯化钙进行改性,研究了改性甘蔗渣(MB)对染料直接桃红12B(DP12B)吸附过程的动力学、热力学、水体pH、温度、作用时间及离子强度等的影响。结果表明,当MB投加量为2g/L,DP12B的初始浓度为180mg/L,pH为中性,温度为30℃,离子强度小于0.10mol/L时,DP12B的去除率达到86%以上。MB对DP12B等温吸附符合BET吸附等温线方程,属于典型的多分子层吸附类型,适合在较高浓度阴离子染料的条件下吸附。吸附过程符合二级吸附动力学方程(R20.99),吸附本质上以化学吸附为主。吸附热力学参数ΔG0,吸附是易于自发的过程。MB是一种吸附性能优异的吸附剂,用于处理染料废水有较好的应用前景。     

壳聚糖交联β-环糊精对酸性染料吸附动力学和热力学研究

戊二醛作交联剂,在壳聚糖分子链中引入了β-环糊精的疏水空腔结构,制备出壳聚糖交联β-环糊精高聚物(CTS-CD).以酸性红B为例,研究了CTS-CD对酸性染料的吸附动力学和热力学特性.298K,CTS-CD对酸性红B的饱和吸附容量高达661.4mg/g,起始浓度363.2mg/L,吸附△H=80.3kJ/mol、△S=323.3J/(mol·K)、△G=-16.1kJ/mol,En=11.72kJ/mol.室温下,吸附过程可用一级吸附动力学方程来描述,符合Langmuir等温吸附模型.CTS-CD可作为吸附材料用于治理染料、印染废水.