改性牡蛎壳对废水中磷吸附性能的研究

采用高温煅烧对天然牡蛎壳进行改性处理,并初步研究了天然牡蛎壳和经过不同煅烧温度处理后的牡蛎壳样品对废水中磷的吸附作用。采用TGA-DTA、XRD、SEM分别对天然牡蛎壳的热分解历程和不同温度烧结后所得的改性牡蛎壳的相组成和微观结构进行研究。结果表明:在相同的条件下,天然牡蛎壳粉对废水中磷的吸附效果较差;牡蛎壳经过650~800℃煅烧处理后,其对废水中磷的吸附性能明显提高。当煅烧温度为750℃时,牡蛎壳煅烧物对废水中磷的去除率可以达到99%。因此牡蛎壳经过750℃煅烧处理后,是一种固磷性能较好的新型钙基除磷剂。     

丝瓜络微纤维的提取及表征

目的 以丝瓜络为原料,采用碱煮与次氯酸钠氧化相结合的提取方法,研究不同提取方法对丝瓜络纤维结构及提取率的影响。方法 通过扫描电镜、红外光谱仪、热重分析仪、X射线衍射析仪等表征处理过程中丝瓜络纤维的表面形貌、杂质去除情况、化学结构以及热学性能等。结果 碱煮可以去除原料中的半纤维素,得到了微米级的丝瓜络纤维;氧化处理则可以去除其中的木质素;通过处理,丝瓜络纤维热稳定性没有明显变化,但晶体含量得到提升;丝瓜络微纤维的提取率受氧化液中氢氧化钠(质量分数为7.4 %)和次氯酸钠(质量分数为5 %)的体积比、氧化温度以及超声波辅助处理等因素的影响,温度越高提取率越高,超声波辅助处理可显著提高其提取率,缩短提取时间。结论 通过碱煮和次氯酸钠氧化,在超声波辅助下可以有效提取丝瓜络纤维(提取率最高可达35.7%)。     

改性麦饭石吸附水中氨氮性能及机理研究

采用氢氧化钠对麦饭石进行改性,考察了改性麦饭石投量、pH值、吸附时间和吸附温度对水中氨氮吸附效果的影响。对其吸附等温曲线进行了分析,并通过扫描电子显微镜(SEM)、比表面积(BET)和X射线衍射(XRD)表征方法对改性麦饭石的吸附机理进行了探究。结果表明:改性麦饭石对水中氨氮的去除效果远远优于天然麦饭石,对50mL的氨氮质量浓度为5mg/L废水中氨氮的去除率高达86.6%;Freundlich吸附等温方程能更好地描述改性麦饭石对水中氨氮的吸附行为;SEM和BET表征结果证明了该改性方法有效增大了麦饭石的比表面积及总孔体积;XRD表征结果证明了废水中的氨氮附着在改性麦饭石上,其反应机理不仅包括物理作用还包离子交换作用。     

生物医用多孔镁的制备及其耐蚀性能研究

选用球形雾化镁粉作为原料,碳酸氢铵做造孔剂,采用粉末冶金法制备出孔径和孔隙率可控的多孔镁。研究了不同孔隙率的多孔镁在仿生体液(SBF)中的腐蚀性能,以及通过碱处理和碱热处理对多孔镁进行表面改性,以提高其在仿生体液中的耐腐蚀性。通过XRD、SEM分别对所制备的多孔镁及表面处理后样品的物相组成、微观形貌进行分析。结果表明:制备的多孔镁具有联通孔、孔径和孔隙率可控等优异性能;多孔镁的腐蚀速率随孔隙率的增加而增高;通过碱处理和碱热处理等表面改性,均有效的提高了试样的耐腐蚀性能,但碱热处理效果最佳。     

载Ag改性13X分子筛的制备及其燃油吸附脱硫性能研究

通过金属硝酸盐溶液浸渍离子交换并结合焙烧的方式,制备负载Ag+改性13X分子筛,并考查其在燃油吸附脱硫中的应用。比较负载不同金属离子改性13X分子筛对模拟燃油中噻吩的吸附脱除能力,确定了对13X分子筛吸附脱硫能力影响依序为Ag+>Ni 2+>Zn2+>Fe3+,结果符合软硬酸碱理论。分析了焙烧条件对载银改性分子筛吸附脱硫能力的影响,确定最优焙烧温度450℃、焙烧时间6h。对Ag(Ⅰ)-13X进行SEM、XRD、BET等表征,结果表明改性过程没有明显改变分子筛原本的多孔结构。通过对比13X分子筛改性前后对模拟汽油的填充床吸附实验,表明载银改性后,分子筛吸附剂的脱硫能力得到显著提高。     

天然斜发沸石的改性及其对海水中K~+吸附交换容量的研究

为提高天然斜发沸石对海水中K+的吸附交换容量,对天然沸石进行了电炉、微波和超声波加热物理改性以及微波化学改性研究。重点考察了不同微波功率和处理时间时盐改性以及不同微波化学改性条件下所得沸石对海水中K+的吸附交换容量,同时对不同改性沸石的晶体结构进行了XRD表征。结果表明,天然斜发沸石经微波盐改性后对海水中K+的吸附交换容量有所提高,并随微波处理功率的增加和时间的延长而增大;经微波化学改性后吸附交换容量显著提高,可达0.71mmol/g;各种改性方式未对沸石的结构构成破坏,所得改性沸石的晶体结构基本相似。     

丝瓜络纤维的功能改性及其吸油性能研究

以天然丝瓜络为原料，经过高温碳化和棕榈蜡改性，得到改性丝瓜络，利用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪对改性丝瓜络的结构和形貌进行表征，通过吸油/吸水倍率评价了改性丝瓜络的疏水亲油性能。结果表明：在碳化温度为800℃、碳化时间为1h、棕榈蜡乳液质量浓度为2.5g/L、浸渍时间为10s时制备的改性丝瓜络纤维呈长圆筒形、由多层丝状纤维交织形成网状结构，且具有良好的疏水性和油吸附稳定性。改性丝瓜络作为一种环境友好且性能优良的吸油材料，有望在废水处理和油水分离等领域得到广泛应用。     

磷酸钙钛生物陶瓷膜诱导HAp沉积的研究

为了提高磷酸钙钛(CaTi4(PO4)6,简称CTP)陶瓷膜的生物活性,采用碱液对其进行了处理.研究了碱液的浓度、温度及处理时间时CTP诱导沉积HAp的影响.采用XRD、SEM检测其物相组成和表面形貌.实验结果表明:碱处理液的浓度、处理温度及时间对CTP陶瓷膜表面成分结构和诱导HAp沉积的能力有较大影响;陶瓷膜经浓度为1.0mol/L、温度为80℃的碱溶液处理2h,在仿生溶液中浸泡4d后有明显HAp沉积.说明碱处理对CTP陶瓷膜起到了生物活化改性的作用,有助于诱导HAp沉积,达到了提高生物活性的目的.     

碱处理对5A分子筛孔结构和氢吸附行为的影响

采用SEM、EDS、BET和气相色谱等分析方法,研究了NaOH碱处理对5A分子筛显微形貌、成分、比表面积、孔容和氢吸附性能的影响。结果表明,NaOH碱处理降低了5A分子筛骨架中硅铝比,增大分子筛比表面积、孔容和平均孔径,提高了分子筛活化温度。在77K温度及100KPa压力下,碱处理5A分子筛对含0.1vol%H2/He混合气体吸附后尾气氢浓度小于1ppm,氢吸附容量为6.9ml/g。碱处理增加了5A分子筛介孔数量和比表面积及平均孔径,但因为孔径增大,吸附中心周围阳离子对H2分子的作用减弱,碱处理5A分子筛低分压氢吸附容量并无增加。     

改性处理对水稻秸秆纤维结构和性能的影响

采用酸处理、碱处理与球磨研磨相结合对水稻秸秆纤维进行改性处理。通过红外光谱(FT-IR)、广角X射线衍射(XRD)、热失重分析(TGA)等表征方法对处理前后的水稻秸秆纤维的结构与性能进行了测试分析。FT-IR结果表明,酸、碱化学处理方法能有效去除水稻秸秆中的木质素和半纤维素。XRD结果揭示了处理后的秸秆纤维的结晶度得到提高。TGA测试表明,经酸、碱改性处理后,秸秆纤维的热稳定性得到改善,分解温度提高。酸处理和碱处理均可以有效去除部分杂质,达到纯化稻草秸秆的目的,提高水稻秸秆中纤维素的比例。     

La掺杂TiO2/改性石英砂复合光催化材料的 制备及其光催化性能

采用超声强化溶胶-凝胶法,以硝酸镧和钛酸丁酯为前驱体,选取石英砂作为载体,对载体石英砂进行涂FeCl_3改性,制备了系列La-TiO_2/改性石英砂复合光催化材料,通过XRD、DSC-TG和SEM等测试手段对复合材料的结构和理化性质进行了表征分析,并选取TNT废液作为目标污染物,考察复合了光催化材料的光催化性能。结果表明,在紫外光照射下,镧掺杂量为1.5%(摩尔分数),载体石英砂经FeCl_3溶液浸渍负载5次后,比表面积增大近10倍;焙烧温度400℃时,1.5%La-TiO_2/改性石英砂的吸附性能明显优于TiO_2/石英砂,吸附30 min后,提高了4.5%。     

两种酸处理对褐煤半焦表面性质及其脱汞性能的影响

分别用浓度为25%HNO3和25%H2SO4溶液制备改性半焦,并在固定床吸附装置上以氮气作为载气携带汞蒸气,对比研究了半焦的脱汞性能,分析了半焦脱汞影响因素。利用酸碱滴定、Boehm滴定、SEM、BET、FT-IR、XRD等方法对改性前后半焦的物化性质进行了表征。结果表明,硝酸和硫酸氧化降低了半焦的灰分含量,提高了改性半焦含氧、含氮和磺酸基团的含量。在吸附温度为30和140℃时,硝酸改性半焦对气态单质汞的脱除效率均提高;而硫酸改性后,只能提高吸附温度为140℃时的除汞效率,这与改性半焦表面性质及其酸性官能团含量有关。     

偶联剂改性粉煤灰漂珠对水中苯酚的吸附研究

利用含氮硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性粉煤灰漂珠,制备了硅烷偶联改性漂珠(KH550-FACs),对改性前后的漂珠样品进行了XRD、SEM和XPS表征,并通过静态吸附实验研究了材料对水中苯酚的吸附性能。结果表明,偶联剂成功负载于漂珠表面;该吸附过程符合Langmuir单层吸附模型,其动力学行为符合准二级动力学方程;溶液pH值会影响苯酚的吸附性能,适宜的pH值为7~9。通过硅烷偶联剂对漂珠的改性,改善了材料的疏水性能,提高了材料对苯酚的去除效果;催化剂重复使用4次后,对苯酚的吸附率仍能达到83%。     

巴旦木壳基生物炭的制备及其吸附性能表征

为控制环境污染领域提供新材料,分别在300、400和500℃条件下制备了巴旦木壳(BC)和干炒巴旦木壳(BCF)生物炭,并用不同浓度的HCl和NaOH对生物炭进行了改性。用国标法表征了生物炭的真密度、灰分、钙镁含量、pH值、焦糖脱色率、亚甲基蓝吸附量、碘吸附值及比表面积等基本性质,并对溶液中Pb²⁺和Zn²⁺的吸附特性进行了研究。实验结果显示,随着炭化温度的升高,两种生物炭的产率降低,灰分、钙镁含量、真密度、比表面积、孔体积、碘吸附值和pH值增加;BC500和BCF500的比表面积分别达到了199.97和295.44m²/g。BCF的灰分明显高于BC;酸碱及其浓度对不同参数产生的影响不一致。400℃碳化的两种生物炭的亚甲基蓝吸附值较高,酸碱改性后吸附值均增高;高温热解有利于制备碘吸附值高的生物炭,碱改性能提高碘吸附值,BC500和BCF500及其碱改性产物的碘吸附值达到330mg/g以上;两种生物炭及其改性产物的焦糖脱色率变化没有明显规律;高浓度酸碱改性显著降低了高温制备的BC和BCF的Pb吸附量;酸改性降低了、碱改性提高了两种生物炭的Zn吸附量。总之,两种巴旦木壳生物炭对不同物质的吸附特性不同,建议根据污染物的种类选择不同的生物炭制备工艺和改性剂。     

酮戊二酸改性壳聚糖微球的制备及吸附性能

采用反相悬浮法制备交联壳聚糖微球,再与α-酮戊二酸反应生成Schiff碱,NaBH4还原制得改性壳聚糖微球。用FT-IR、SEM和XRD进行表征,并用于吸附2,4-二硝基酚研究。考察了吸附时间、溶液pH值、2,4-二硝基酚浓度、温度、NaCl含量等因素对吸附的影响。结果表明,α-酮戊二酸改性交联壳聚糖微球对2,4-二硝基酚有较好的吸附性能,在pH为3.6时,30 min吸附量达372.2 mg/g,吸附数据符合Freundlich等温方程。     

羟基铁插层膨润土的制备及其对铀(VI)的吸附特性与机制

通过羟基铁对钠基膨润土插层改性制备了羟基铁插层膨润土（OH-Fe-Bent）,用于去除废水中的U（VI）。实验考察了pH值、U（VI）初始浓度、温度和吸附时间对OH-Fe-Bent吸附U（VI）效果的影响,并进行吸附动力学和热力学分析。采用FTIR、SEM、XRD等手段分析相关吸附机制。实验结果表明:OH-Fe-Bent吸附U（VI）的最佳pH为4,在温度为15℃,投加量为0.8 g/L,U（VI）初始浓度为10 mg/L时,OH-Fe-Bent对U（VI）的去除率达到99.55%,吸附平衡时间为90 min。Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型（相关系数的平方约为1）均可较好地拟合其吸附过程,理论饱和吸附量可达97.09 mg/g,OH-Fe-Bent对U（VI）是单分子层吸附。FTIR、SEM分析表明OH-Fe-Bent吸附U（VI）后自身结构没有改变,XRD分析表明羟基铁已经成功插入膨润土层间。      

有机改性凹凸棒石黏土的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

近年来有机改性成为凹凸棒石(ATP)研究的热点。以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为改性剂,超声制备了有机改性凹凸棒石黏土(O-ATP),以FTIR、SEM及XRD对O-ATP进行了表征,研究了其对模拟印染废水中亚甲基蓝的吸附行为,探究了改性比例、吸附时间、温度、pH值、吸附剂用量、亚甲基蓝初始浓度对吸附率的影响,通过正交试验优选出了最优吸附条件:吸附剂用量0.6g,吸附时间2h,温度20℃,pH=4。结果显示,在最优条件下,O-ATP对亚甲基蓝的吸附率可达82%,吸附等温线符合Freundlich模型。脱附试验表明O-ATP对亚甲基蓝具有循环再生能力,前3次脱附后吸附率均可以达到66%以上,可提高使用效率。     

K-Zn-MOF-74新型吸附材料的制备及其应用

研究了新型改性金属有机骨架材料K-Zn-MOF-74的制备及其吸附水中Cd(Ⅱ)的性能和机理。通过拟合吸附等温模型以及吸附动力学模型,探究其吸附性能,结合IR、XRD、SEM和XPS等表征分析研究其吸附机理。K-Zn-MOF-74对水中Cd(Ⅱ)的吸附过程符合Langmuir模型、D-R模型以及准二级动力学模型,其吸附过程以化学吸附为主,最大吸附量为297.0 mg/g,是改性之前Zn-MOF-74的17.71倍。通过IR、XRD、SEM和XPS等表征分析,Cd(Ⅱ)主要以沉淀物的形式被附着在K-Zn-MOF-74的表面。     

XG-g-P(AA-co-AMPS)/膨润土复合材料对Hg~(2+)的吸附研究

采用丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和为聚合单体,制备了一种新型XG-g-P(AA-co-AMPS)/膨润土复合材料,研究了不同温度下复合材料对Hg2+的吸附行为,并根据吸附等温线分析了其吸附热力学性质,借助SEM、FT-IR和XRD对其结构进行了相关表征。结果表明:XG-g-P(AA-co-AMPS)/膨润土复合材料主要通过配位吸附等方式吸附Hg2+,吸附Hg2+后材料的结晶度下降。     

胶体碳微球的活化及其亚甲基蓝液相吸附性能的研究

以葡萄糖为前驱体,采用液相碳化法,制备颗粒约为100～200nm胶体碳微球.采用KOH作活化剂对胶体碳微球进行活化处理.考察了碱炭比、活化温度和保温时间等工艺因素对孔径和比表面积的影响.通过XRD、SEM等分析手段对胶体碳微球活化前后的表面形貌、孔径分布、显微结构进行分析.经热处理和活化后,胶体碳微球的BET比表面积从26.6m2/g增加到1383.4m2/g.相同实验条件下,在亚甲基蓝液相吸附试验中,经活化处理后的样品所表现出的吸附量是商业活性炭Calgon-F300的两倍.