Mn-Al双氢氧化物对氟离子的吸附热力学和动力学研究

采用共沉淀法制备Mn-Al双氢氧化物吸附剂,并利用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和比表面积分析仪(Brunauer-Emmett-Teller surface area,BET)等对吸附材料进行了分析.并考察了其对氟离子吸附过程的热力学和动力学,并计算不同温度下该吸附过程的热力学参数.实验结果表明:pH值对Mn-Al吸附剂除氟效能有一定的影响,pH值为6时吸附容量最佳达到了44.15 mg·g-1;实验数据遵循拟二级反应动力学模型;Mn-Al吸附剂对氟离子的吸附符合Langmuir-Freundlich吸附等温模型;热力学参数吉布斯自由能(△G0)小于零,焓变(△H0)＞0,熵变(△S0)＞0,说明Mn-Al双氢氧化物吸附剂对氟离子的吸附反应是自发吸热熵增过程.     

纤维素纳米纤维接枝聚丙烯酸pH响应水凝胶的制备及性能

以硝酸铈铵为引发剂,将具有pH响应的聚丙烯酸(PAA)接枝到电纺纤维素(Cell)纳米纤维膜上,制备了pH响应纤维素接枝聚丙烯酸(Cell-g-PAA)纳米纤维水凝胶。研究了接枝单体丙烯酸(N)与纤维素(c)质量比对Cell-g-PAA形貌、接枝率和溶胀性的影响。结果表明:m(N)∶m(c)值从5增加到10,接枝率从11%急剧增加到28%,然后趋于平稳;而m(N)∶m(c)值从5增加到15,溶胀率从(15.2±1.6)g/g增加到(46.1±4.9)g/g,然后下降。同时,研究了pH值和离子强度对水凝胶溶胀率的影响,pH值从2.2增加到7.8时,水凝胶的溶胀率从(31.3±2.5)g/g增加到(42.7±3.2)g/g,pH值进一步增大,溶胀率降低;溶液中离子强度从0mol/L增加到0.15mol/L,水凝胶溶胀率从(36.2±2.6)g/g降低到(21.4±1.4)g/g。本研究为制备快速响应pH水凝胶提供了一种新方法。     

聚乳酸多孔微球的制备及释药性能

将聚乳酸(PLLA)/四氢呋喃(THF)溶液分散在甘油(连续相)中,通过自乳化结合热致相分离(TIPS)制备一系列PLLA多孔微球,微球由捆束状纳米纤维组成。通过改变PLLA浓度、(PLLA/THF)∶甘油比值、溶剂种类以及淬火温度等条件研究所得多孔微球结构与形貌。结果表明,PLLA的质量分数为2%~5%、m(PLLA/THF)∶m(甘油)=1∶3、-20℃和-196℃淬火均能得到形状规整的PLLA多孔微球。多孔微球孔隙率和比表面积最高可达95.44%和32.53m2/g。PLLA多孔微球对牛血清蛋白的药载量为0.355 mg/mg,30 h内释放率达到59.8%,是一种非常良好的药物缓释载体。     

Mn-Al双金属氢氧化物的制备及其除氟性能

采用共沉淀法制备Mn-Al双金属氢氧化物吸附剂,优化了合成条件,并利用扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)及能谱分析仪(Energy dispersive spectrometer,EDS)、X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、热重分析仪(Thermogravimetric analyzer,TGA)、比表面积分析仪(Brunauer-Emmett-Teller surface area,BET)等对吸附材料进行表征探讨。研究结果表明pH值和共存离子等因素对Mn-Al双金属氢氧化物吸附剂除氟效能有一定的影响,在pH为6时,达到最大吸附容量,为44.15mg·g-1,氯离子和硝酸根离子能够提高吸附剂除氟效率,磷酸根离子与氟离子有一定的竞争吸附。     

吸附除氟材料研究新进展

氟是人体内重要的微量元素之一,但在水中如果其浓度过高,将会对人体和环境造成很大危害。如何去除水中的氟备受科研工作者的关注。在众多方法中,吸附法可以简单、有效地去除饮用水中的氟离子,因此得到广泛应用。新型除氟材料成为当前研究的热点。综述了近年来国内外关于除氟材料的最新研究进展,包括天然矿物、金属氧化物、生物材料、类水滑石、树脂类和废弃物等材料,并探讨了各种除氟材料的除氟机理。通过对国内外研究成果的总结与分析,展望了除氟材料进一步研究的发展方向。     

太阳光活性Ce/Bi2O3生物质模板法制备及其光催化性能

以竹纤维为生物模板制备了太阳光活性的Ce掺杂Bi_2O_3催化剂。利用X射线衍射、热失重和扫描电子显微镜等方法对样品的形貌、结构和组成进行表征。以亚甲基蓝为目标污染物,探究了浸渍时间和Ce掺杂摩尔分数对Ce/Bi_2O_3在太阳光作用下光催化性能的影响。结果表明:Ce/Bi_2O_3保留了竹纤维的纤维形貌;浸渍2h制备的前驱物于马弗炉中600℃焙烧2h获得的含Ce摩尔分数为1.0%的Ce/Bi_2O_3复合材料,经太阳光照射450min后对100mL浓度为10mg/L的亚甲基蓝的降解率为87.14%,且催化剂的重复使用性良好。     

光催化膜对水中腐植酸的去除及积垢机理

利用湿式相转化方法制备TiO₂/聚苯砜（polyphenylsulfone,PPSU）/聚醚亚硫胺（polyetherimide,PEI）催化膜应用于水中腐植酸（humic acid,HAs）的去除及积垢机理研究。结果表明,随着亲水性PEI比例增加,光催化膜的纯水通量和HAs的过滤通量越大,去除效率越低;且随着光照时间的延长去除效率越趋于稳定,且有回复的现象。在0.2MPa操作压力下,制备的TiO₂/PPSU/PEI （1%/50%/50%）膜具有最佳的可逆阻抗力比例（R_c/R_t=48.24%）;其渗透通量、HAs去除效率及反洗后通量分别为34.0L/（m²·h）、63.2%及22.5L/（m²·h）,具有较佳的通量及HAs去除效率。     

磁性羟基磷灰石的制备及其除氟性能研究

氟离子在饮用水中浓度超过1.0mg/L,将对人体健康造成极大危害.通过原位共沉淀法将具有磁性的四氧化三铁掺入羟基磷灰石(HAP)中制备磁性HAP.磁性HAP可通过普通磁体将其吸附并分离回收.实验结果表明,最佳的制备条件为反应温度和时间为60℃和1h,陈化温度和陈化时间为25℃和12h,四氧化三铁用量为0.08g.比较了HAP和磁性HAP对水溶液中氟离子的去除效果.Langmuir模型更适合于该体系,拟合得到最大吸附容量为13.70mg/g,说明磁性HAP对氟离子的吸附属于单层吸附.ΔG0<0和ΔH0>0表明该吸附过程为自发的吸热过程.吸附过程符合拟二级动力学.磁性HAP循环再生使用4次以上,仍能保持85％以上的除氟效率.高吸附容量和优异的循环使用性能表明磁性HAP是一种有效的、可重复使用的除氟吸附剂.     

脱乙酰基改性乙酸纤维薄膜对乳化油分离及积垢机理的探究

利用静电纺丝制造乙酸纤维素膜（CA纤维膜）,并利用添加TiO₂及脱乙酰基（d-CA）对CA纤维膜进行改性,后续对膜过滤特性、渗透通量、油水乳化液去除效率、反洗特性及积垢机制进行讨究。结果显示,CA纤维膜通过TiO₂及d-CA改性后可以提高膜的热稳定性及亲水性能,并得到稳定的纯水通量和过滤通量;最佳的比例为TiO₂@d-18.5%CA纤维膜,在40kPa跨膜压差、60min的操作条件下,其纯水通量、过滤通量、1g/L油水乳化液去除效率以及反洗后通量分别为824.8L/(m²·h)、(311.3±12.5)L/(m²·h)、93.6%±1.1%、451.5L/(m²·h);另外,添加TiO₂可能导致油水乳化液在膜表面不可逆阻力比例的增加,脱乙酰基改性CA纤维膜则可以降低膜自身阻力及增加可逆阻力的比例,提高CA纤维膜在油水分离方面的潜力。     

高温焙烧改性混凝污泥对氨氮的吸附特性

采用高温焙烧改性混凝污泥,通过SEM、XRD对改性前后的污泥进行了表征。本研究探讨改性污泥对水溶液中氨氮的吸附动力学、吸附热力学和吸附特性。结果表明:改性污泥对氨氮吸附符合Freundlich 吸附等温式;分别采用拟一级反应、拟二级反应和颗粒内扩散反应模型对吸附动力学过程进行了拟合,实验数据遵循拟二级动力学反应模型;并计算吸附热力学参数,在30、40和50℃下,对应的Gibbs自由能(ΔG⁰)分別为-1.915、-1.744和-1.719 kJ ·mol^-1,显示该反应属自发性进行;焓变(ΔH⁰)<0,证实该反应为放热反应;熵变(ΔS⁰)<0,说明该吸附反应是熵值减小的过程;黏附概率S^*=0.0812介于0～1范围内,表明该吸附过程主要为物理吸附。