铁有机骨架材料对活性橙131染料的吸附动力学

以铁骨架材料作为吸附剂对阴离子染料活性橙131进行恒温吸附,探索影响吸附动力学的实验参数因素。结果表明,铁有机骨架材料对活性橙131的吸附过程符合准2级动力学模型,但活性橙131含量和吸附剂用量是影响平衡吸附量和准2级吸附速率常数的重要因素。对影响平衡吸附量和准2级吸附速率常数的因素数据表明,平衡吸附量随活性橙131的质量浓度增加呈线性增加,而与吸附剂用量之间呈幂函数减少(q_e=(0.346 8 L/g)ρ_0·[ρ(Fe-BDC)/(g·L~(-1))]~(-0.826 8));准2级吸附速率常数随吸附剂用量增加而增大,与活性橙131质量浓度呈幂函数减小(k_2=[0.449 0 L/(min·mg)]·ρ(Fe-BDC)·[ρ_0/(g·L~(-1))]~(-0.951 1))。建立新的吸附参数与实验参数间的方程,以预测不同实验条件下的平衡吸附量和准2级吸附速率常数。     

羧甲基纤维素钠稳定纳米硫化亚铁吸附砷研究

研究利用羧甲基纤维素钠(CMC)作为稳定剂,采用均相沉淀法制备FeS纳米粒子,采用透射电子显微镜、X射线衍射仪、傅立叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱等方法对其进行表征,并讨论了对水中As(V)吸附性能的影响因素。结果表明,吸附量随CMC投加量增加而增加,CMC、FeS在质量比为1:1时,吸附量最大;对于50 mL初始质量浓度为10 mg/L的As(V)溶液,CMC-FeS适宜投加量为5 mg,在反应时间达到3 h即达到平衡,As去除率达到99%以上;pH在2～9时去除率均能达到80%以上,pH在5左右去除效果为好;吸附过程符合准2级动力学方程和Freundlich等温方程。说明稳定的纳米硫化亚铁是一种高效的除砷材料。     

蔗渣炭-镁铁双金属氧化物吸附剂对水中As(V)的吸附研究

采用共沉淀和焙烧法制备蔗渣炭-镁铁双金属氧化物(蔗渣炭-镁铁LDO),对合成的吸附材料进行表征,研究其对吸附As(V)的影响因素。结果表明,在p H=3.0~10时,蔗渣炭-镁铁LDO吸附剂对As(V)的吸附量较高。准2级动力学模型可用于描述其对As(V)的吸附动力学过程,吸附等温线符合Langmuir等温方程,其对As(V)的最大吸附量为25.40 mg/g。蔗渣炭-镁铁LDO受共存K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)离子的影响较小,共存Cl~-、NO_3~-、SO_4~(2-)、CO_3~(2-)、HPO_4~(2-)离子影响较大,其影响大小顺序为HPO_4~(2-)CO_3~(2-)SO_4~(2-)Cl~-NO_3~-。材料再生循环利用4次后,对质量浓度20.0 mg/L的As(V)的吸附效率大于90%。     

麦饭石负载壳聚糖对As(V)的吸附性能研究

利用麦饭石负载壳聚糖制备一种复合吸附剂。研究了复合壳聚糖对As(V)的吸附。结果表明:在pH值为4～7,吸附时间为40min,复合壳聚糖对As(V)的去除率达99%以上,残余As(V)浓度低于国家综合排放标准(0.5mg/L)。通过对实验数据运用相关数学模型拟合,表明复合壳聚糖对As(V)的吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温式,最大吸附量qmax为39.1850mg/g,n为4.7902,相关系数分别为:0.9967、0.9489。吸附过程动力学适合二级动力学方程。     

纳米零价铁对水溶液中钒离子的吸附性能

采用液相还原法制备纳米零价铁(nZVI),采用PXRD, SEM, TEM, BET(N2吸脱附)和XPS等表征材料性能,考察了纳米零价铁用量、初始钒(V)浓度和初始pH对纳米零价铁吸附钒(V)性能的影响,测定了纳米零价铁对钒(V)的吸附等温线和吸附动力学曲线. 结果表明,制备的纳米零价铁具有典型的核?壳结构,粒径为10~30 nm,BET比表面积为53 m2/g. 纳米零价铁对钒(V)的吸附容量随纳米零价铁用量和初始pH增大而减小. 25℃时的平衡吸附容量为227.8 mg/g. Langmuir等温线方程可很好拟合纳米零价铁对钒(V)的吸附,纳米零价铁对钒(V)的吸附动力学曲线符合准二级动力学模型.     

掺铝α-FeOOH纳米微粒对铅离子吸附性能研究

采用金属离子化学共沉淀法制备掺铝α - FeOOH纳米微粒,通过透射电镜(rEM)和X射线衍射(XRD)对其进行表征,并研究了其对铅离子(Pb2+)的吸附性能.结果表明:制备的掺铝微粒为α- FeOOH,呈针状,是纳米级.pb2+初始质量浓度、吸附时间对吸附效果均有不同程度的影响.掺铝α - FeOOH纳米微粒对pb2+的吸附符合Langmuir模型,理论最大吸附量qm为5.043 mg/g.吸附过程可以用准二级动力学方程进行描述,准二级动力学速率常数k为0.088 g/(mg·min),平衡吸附量理论计算值qe为5.405 5 mg/g.     

海藻酸纤维对臧红T的吸附动力学研究

以自制海藻酸纤维为吸附剂,研究它对臧红T的吸附性能。用准一级动力学方程、指数函数方程、准二级动力学方程、粒子扩散方程、Elovich方程和双常数方程对不同染料浓度、吸附时间的曲线进行拟合。结果表明,后四种方程的拟合度较好,这说明此吸附是复杂的非均相扩散吸附过程,存在化学吸附,且膜扩散和颗粒内扩散共同控制吸附速率。     

改性玉米秸秆复合高吸水树脂对亚甲基蓝的吸附性能研究

以植酸改性玉米秸秆与丙烯酰胺、乙烯基吡咯烷酮、衣康酸接枝共聚合成了植酸改性玉米秸秆复合高吸水树脂(PCS-SA),并将其用于亚甲基蓝(MB)水溶液的吸附,研究了MB初始质量浓度、pH值、温度对MB吸附性能的影响,并对MB吸附过程进行了热力学等温线和动力学拟合,采用SEM对PCS-SA的形貌进行了表征。结果表明,MB吸附容量和吸附速率随温度的升高而增加。随着MB初始质量浓度的增加,MB的吸附容量不断增大。当MB初始质量浓度为1 400 mg/L,pH为7.0时,MB吸附容量达1 317 mg/g。MB溶液吸附等温线符合Langmuir方程,吸附动力学符合准二级动力学方程。     

泡沫镍负载二氧化钛光电协同催化氧化砷

通过化学复合镀的方法制备成催化材料,TiO2粉末与镍磷合金共沉积在泡沫镍表面上,并通过光、电催化的方法将3价砷(As(III))氧化为5价砷(As(V))进行吸附试验。结果表明,As(III)吸附在7 h后达到平衡,As(V)吸附在5 h后达到平衡;As(III)和As(V)的吸附动力学与拟2级动力学特征相一致。在光催化、电催化和光电催化3种氧化As(III)的方法中,光电催化的效果最好;当As(III)的初始质量浓度为1 mg/L时,使用光电催化方法的除砷率能达到80.76%。     

固载化纳米MnO2对砷的吸附性能研究

解决纳米MnO2在水处理后难分离回收的问题,以交联壳聚糖(CCTS)固载纳米MnO2,制备了纳米复合材料膜,考察其对水中砷的吸附性能,研究了溶液初始pH、吸附剂的用量、温度、初始质量浓度对砷吸附效果的影响。结果表明,在最优条件下,该膜对初始质量浓度小于4 mg/L的砷去除率达到98.88%以上。吸附等温线符合Freundlich模型,吸附动力学符合准二级动力学方程,考虑吸附过程为多分子层的吸附,既有物理吸附也有化学吸附。     

活性炭/碳纳米管复合电极电吸附机理研究

按活性炭∶碳纳米管∶PVDF=7.2∶0.8∶2质量比制备活性炭/碳纳米管复合电极,并对其构成的EST模块进行吸附动力学、等温吸附和电迁移拟合研究,分析其吸附机理。结果表明,准一级反应动力学模型和Langmuir模型能够很好的拟合、描述活性炭/碳纳米管复合电极在EST脱盐过程中的吸附机理,说明电吸附速率只与一种反应物的浓度有关且是单离子层吸附,EST吸附过程中离子的电迁移率随迁移时间的变化趋势可以用指数形式的方程很好的拟合。     

聚苯胺/聚苯乙烯复合材料的制备及对Pb~(2+)吸附性能的研究

采用机械掺杂法制备了聚苯胺/聚苯乙烯(PANI/PS)共混物,并用红外光谱表征了复合材料的目标结构。研究了pH、Pb~(2+)初始浓度以及吸附时间、温度对PANI/PS复合材料吸附Pb~(2+)的性能影响,并拟合了Pb~(2+)吸附过程的动力学模型和等温模型。结果表明:pH为4.5时,PANI/PS复合材料对Pb~(2+)的吸附容量最大,所需吸附平衡时间为50 min。PANI/PS复合材料对Pb~(2+)的吸附容量随着Pb~(2+)初始浓度的增大而增大,当Pb~(2+)浓度大于300 mg/L时,对Pb~(2+)的吸附容量变化速率放缓。PANI/PS复合材料对Pb~(2+)的吸附过程遵循Langmuir等温模型与准二级动力学方程,在15～50℃为自发吸附过程。     

活性炭/碳纳米管复合电极电吸附机理研究

按活性炭∶碳纳米管∶PVDF=7.2∶0.8∶2质量比制备活性炭/碳纳米管复合电极,并对其构成的EST模块进行吸附动力学、等温吸附和电迁移拟合研究,分析其吸附机理。结果表明,准一级反应动力学模型和Langmuir模型能够很好的拟合、描述活性炭/碳纳米管复合电极在EST脱盐过程中的吸附机理,说明电吸附速率只与一种反应物的浓度有关且是单离子层吸附,EST吸附过程中离子的电迁移率随迁移时间的变化趋势可以用指数形式的方程很好的拟合。     

CA@CS-MMT复合纳米纤维的制备及对Cr(Ⅲ)的吸附

采用静电纺丝结合溶液插层法制备了醋酸纤维素@壳聚糖改性蒙脱土(CA@CS-MMT)复合纳米纤维,并用于水中Cr(Ⅲ)的吸附.通过SEM、TEM、FTIR及XRD对复合纳米纤维的结构与性能进行了表征,考察了CS-MMT含量、pH、温度、吸附剂用量及Cr(Ⅲ)初始质量浓度对吸附效果的影响.结果表明,CS-MMT的加入使纳米纤维的平均直径由320 nm下降至180～210 nm,当CS-MMT含量为CA质量的2％时,蒙脱土片层在纤维内部形成连续结构,制备的CA@CS-MMT-2对水中Cr(Ⅲ)具有良好的吸附性能,在25℃,pH为5.5±0.1,Cr(Ⅲ)初始质量浓度为50 mg/L,吸附剂用量为0.2 g/L时,拟合最大吸附量可达144.93 mg/g;吸附剂投加量为0.4～1.0 g/L时,可将水中Cr(Ⅲ)的质量浓度由10或20 mg/L降低至1.5 mg/L以下.该吸附过程符合Langmuir等温吸附和准二级动力学方程,循环3次后Cr(Ⅲ)吸附量仍可达99.13 mg/g.     

Fe3O4@P-AC复合材料对水中头孢类抗生素的吸附效果研究

以菌糠为原料,采用共沉淀法制备Fe₃O₄@P-AC复合材料。考察了溶液pH、初始质量浓度、吸附剂质量浓度和离子强度4个因素对吸附头孢他啶效果的影响,并进行等温吸附模型和吸附动力学拟合。结果表明,头孢他啶的吸附符合准二级动力学模型,吸附过程以化学吸附为主。与Langmuir方程相比,头孢他啶的吸附过程更适合用Freundlich方程进行描述,吸附过程以多分子层吸附为主。当溶液pH为6、初始质量浓度为50 mg/L、Fe₃O₄@P-AC质量浓度为2 g/L时吸附效果最佳。同时,通过SEM、FT-IR等对Fe₃O₄@P-AC进行表征,结果显示Fe₃O₄@P-AC表面疏松多孔且官能团丰富,说明有利于对头孢他啶的吸附。     

PBMA/GMA-SiO2吸附剂的制备及其高效去除铅离子

以甲基丙烯酸丁酯(BMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)功能化的纳米SiO2为单体,通过可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)法制备了PBMA/GMA-SiO2有机/无机复合吸附材料,并将其用于吸附含Pb2+的水溶液。考察了吸附时间、温度、pH以及Pb2+初始质量浓度对吸附效果的影响,并对其吸附动力学和热力学特性进行了探讨。结果表明,PBMA/GMA-SiO2对Pb2+具有良好的吸附性能,其对Pb2+的饱和吸附量为423.84mg/g,吸附最佳pH=5~6,平衡时间为1 h,去除率随Pb2+初始质量浓度的减小而增加。优化实验条件下,50 mg吸附剂在298 K时,对pH=6的50 mL 0.02 g/L含Pb2+溶液的去除率高达100%。热力学和动力学过程模拟结果表明,吸附的动力学过程比较符合准二级动力学速率方程,Langmuir等温方程比Freundlich等温方程更适合于描述此吸附行为。颗粒内扩散过程是吸附速率的控制步骤,但不是唯一的速率控制步骤。吸附剂经过5次脱附、吸附后,依然具有较强吸附Pb2+的能力。     

肉骨生物炭对重金属Pb~(2+)的吸附特性

为研究以病死猪以炭化焚烧法制备的肉骨生物炭对水溶液中Pb~(2+)的吸附特性,分析了吸附时间、吸附剂用量、Pb~(2+)的初始含量等因素对吸附效果的影响。结果表明,对于50 mL质量浓度400 mg/L的Pb~(2+)溶液,当溶液初始pH为5.5、肉骨生物炭投加量为200 mg、吸附时间为240 min时,肉骨生物炭对Pb~(2+)的吸附效果达到最佳,吸附量为99.37 mg/g,Pb~(2+)去除率达到99%以上。肉骨生物炭对Pb~(2+)的动力吸附过程可以由准2级动力学模型很好地拟合;Langmuir方程描述的单分子层吸附模型能更好地拟合其等温吸附过程,饱和吸附量为106.4 mg/g。相比于玉米秸秆生物炭,肉骨生物炭对Pb~(2+)有更大的吸附容量和更快的吸附速率,是性能较好的Pb~(2+)吸附材料。     

苯胺印迹聚合物的制备及吸附性能研究

采用分子印迹技术,以苯胺为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂,制备了苯胺分子印迹聚合物。采用静态吸附法考察了影响该聚合物吸附苯胺的因素,并对等温吸附过程和吸附机理进行了判断。结果表明,该印迹聚合物对苯胺具有优良的吸附效果,在p H为6.0,底液苯胺的质量浓度为300 mg/L、吸附60min、投加量为2 g/L的条件下,该聚合物对苯胺的吸附量46.89 mg/g;该等温吸附过程符合Langmuir方程,饱和吸附量为52.52 mg/g,吸附动力学研究表明,该吸附过程符合准2级动力学方程,吸附速率常数为5.11 g/(g·min)。     

硫脲改性壳聚糖对水中Cr(Ⅵ)与Ni~(2+)的吸附性能研究

以壳聚糖和硫脲为原料,经环氧氯丙烷交联,制得硫脲改性壳聚糖颗粒,通过吸附实验考察了pH、吸附时间对Cr(Ⅵ)、Ni2+吸附的影响。结果表明,硫脲壳聚糖颗粒对Ni2+吸附的最佳pH为6,对Cr(Ⅵ)吸附的最佳pH为1,最佳吸附t为2h。利用准一级反应动力学模型和准二级反应动力学模型对实验数据进行拟合,并分别采用Freundlich模型、Langmuir模型对吸附等温线进行拟合。结果表明,吸附符合准二级动力学模型,以化学吸附为主。吸附等温线用Langmuir模型拟合结果最好。在初始质量浓度80mg/L,θ为25℃时,Ni2+,Cr(Ⅵ)的饱和吸附量可达40.98mg/g和33.33mg/g。     

磁性半纤维素接枝聚丙烯酰胺凝胶对亚甲基蓝的吸附研究

利用自由基聚合和原位共沉淀法制备了1种磁性半纤维素接枝聚丙烯酰胺凝胶,研究了该凝胶吸附亚甲基蓝的性能,特别考察了凝胶用量、pH、吸附时间、亚甲基蓝初始含量等因素对吸附的影响。结果表明,磁性凝胶用量增大,凝胶单位吸附量下降;pH增大,凝胶吸附量增加;初始亚甲基蓝的质量浓度从25 mg/L增加到250 mg/L,凝胶吸附量不断增大。凝胶吸附亚甲基蓝的动力学符合准2级动力学方程,Langmuir、Freundlich和Temkin吸附等温线模型均能很好地拟合凝胶对亚甲基蓝的吸附过程。