芬顿试剂法制备磁性碳纳米管及其对亚甲基蓝的吸附性能

采用芬顿试剂法在碳纳米管纯化样品表面负载纳米磁性氧化铁颗粒,制备磁性碳纳米管杂化材料(MWCNTs/Fe2O3),该杂化材料具有较高的纳米氧化铁负载率(>50%)和优异的磁性能,制备过程中无需额外添加阳离子,不会对环境造成不利影响.将磁性碳纳米管杂化材料应用于染料废水处理中,结果发现MWCNTs/Fe2O3对亚甲基蓝染料吸附性能较好,吸附后用磁铁易于达到固液分离的效果.吸附性能研究表明,磁性碳纳米管对水溶液中亚甲基蓝的吸附在40 min内吸附容量迅速上升,其值达到最大平衡吸附容量的88%以上,60 min基本达到平衡,吸附过程符合准二级动力学模型(R2>0.999).磁性碳纳米管吸附亚甲基蓝的平衡吸附量qe与亚甲基蓝溶液的平衡浓度Ce的关系满足Langmuir(R2>0.999)、Freundlich(R2>0.97)以及Dubinin-Radushkevich(D-R)(R2>0.96)等温吸附模型.通过Langmuir模型计算可知磁性碳纳米管对亚甲基蓝的最大吸附容量为69.98 mg.g-1,吸附过程为有利吸附,由D-R模型计算结果可以推断MWCNTs/Fe2O3对水溶液中亚甲基蓝的吸附机制以化学吸附为主.     

双孔介孔碳的合成及其对亚甲基蓝的吸附

以三嵌段共聚物F108为模板剂,苯酚/甲醛为碳源,在中性条件下制备了平均孔径为3.14 nm,最可几孔径分布为3 nm和8 nm,BET比表面积为1541 m2·g-1,孔容为1.01 cm3·g-1的双孔分布介孔碳.通过静态实验法测定了介孔碳对亚甲基蓝的吸附特性,分析了初始浓度、溶液p H、温度对吸附量的影响,并从热力学及动力学角度探讨了介孔碳对亚甲基蓝的吸附机理.结果表明,溶液初始浓度、溶液p H以及温度对吸附量有较大的影响,介孔碳对亚甲基蓝的吸附随着初始浓度、p H、温度的上升而增大,吸附为吸热反应,提高温度有利于吸附的进行.实验制备的介孔碳对亚甲基蓝的最大吸附量为421 mg·g-1,相比于普通活性炭,双孔分布介孔碳对亚甲基蓝显示了更优的吸附性能.亚甲基蓝在介孔碳上的吸附行为符合Langmuir吸附等温线和Elovich动力学模型.计算得到的吸附吉布斯自由能(ΔG0)0,吸附标准焓变(ΔH0)70 k J·mol-1,说明亚甲基蓝在介孔碳上的吸附是自发进行的单分子层吸热反应,且化学反应在吸附过程中发挥了重要作用.     

改性碳纳米管原始样品吸附亚甲基蓝的性能研究

利用直接制备的碳纳米管原始样品作为染料亚甲基蓝的吸附剂,采用次氯酸钠溶液对于碳纳米管原始样品进行表面修饰改性,改性处理后碳纳米管对亚甲基蓝吸附性较好,本工艺简单有效,所获得的吸附剂具有磁性,吸附过后用磁铁易于达到固液分离的效果.吸附性能结果表明:本吸附剂对水溶液中亚甲基蓝的吸附在60 min基本达到平衡,吸附过程符合准二级动力学模型(R2>0.99).改性后的磁性碳纳米管吸附亚甲基蓝的平衡吸附量qe与亚甲基蓝溶液的平衡浓度Ce的关系满足Langmuir(R2>0.99)、Freundlich(R2>0.91)以及Dubinin-Radushkevich(D-R)(R2>0.92)等温吸附模型.通过Langmuir模型计算可知改性磁性碳纳米管对亚甲基蓝的最大吸附容量为101.6 mg.g-1,由D-R模型计算结果可以推断,次氯酸钠改性后的磁性碳纳米管对水溶液中亚甲基蓝的吸附机理以化学吸附为主.     

中孔硅镁胶对水溶液中磷酸根的吸附性能

化肥、农药、含磷洗涤剂以及粪便,是废水中磷的主要来源,而磷浓度超标是引起水体中富营养化的主要原因之一.目前,国内外除磷的方法中主要有化学沉淀法、物理吸附法、离子交换法和微生物降解法等,吸附法因其工艺简单、运行可靠、操作灵活和无二次污染等特点备受关注.硅酸镁为多孔结构,属两性化合物,具有酸碱两种吸附性能,在聚醚精制过程中用于脱酸、脱臭、脱色及脱钾,在煎炸油处理和生物柴油加工过程中用于降低酸价;此外,硅酸镁还广泛地应用于脱除废水中的金属离子和染料.目前,国内外对三硅酸镁和六硅酸镁的报道较多,对其它镁硅配比的硅酸镁报道较少.本课题组系统地研究了不同镁硅物质的量之比的     

山茶籽粉吸附亚甲基蓝的性能研究

为研究山茶籽粉对亚甲基蓝的吸附行为,对不同温度下(298、303、308、313、318K)的吸附数据分别用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevish模式进行拟合,用伪一级动力学方程和伪二级动力学方程描述山茶籽粉对亚甲基蓝的吸附动力学过程,并计算了Gibbs自由能变(ΔGθ)、焓变(ΔHθ)和熵变(ΔSθ)等热力学函数.结果表明,山茶籽粉对亚甲基蓝的吸附能力随着温度的升高而降低;Langmuir方程更适合描述其吸附行为.Gibbs自由能变(ΔGθ)、焓变("Hθ)和熵变(ΔSθ)均小于零,说明此吸附过程是自发进行的、放热的、趋于有序的吸附过程.伪二级动力学方程更适用于描述山茶籽粉对亚甲基蓝的吸附动力学过程.     

膨润土基共聚复合物的制备及对亚甲基蓝的脱色性能

将乙酸乙烯酯、马来酸酐和丙烯酸作为功能性单体,在钠基膨润土分散体系中进行原位共聚反应,制备了一种膨润土基共聚复合物(P(MAVM)/NaB),采用FT-IR、XRD、SEM等手段对其结构进行了表征.结果表明,NaB与共聚物均匀复合,其中部分高分子链进入了膨润土层间,扩大了缝隙.将膨润土基共聚复合物用于染料亚甲基蓝(MB)的吸附,考察了影响膨润土基共聚复合物吸附亚甲基蓝的主要因素.结果表明:25℃,吸附剂用量为0.1 g.L-1,振荡5 min,MB初始浓度为20 mg.L-1的条件下,MB脱色率可达97.7%,吸附容量达195.46 mg.g-1.处理后水样的色度达到国家污水综合排放一级标准.同时研究了吸附机理,结果发现:吸附过程符合准二级动力学模型,MB通过电中和、氢键及范德华力作用被P(MAVM)/NaB吸附.     

二氧化钛改性油页岩渣对水溶液中亚甲基蓝和六价铬的吸附

以油页岩渣及其二氧化钛改性材料为吸附剂,探究它们去除水溶液中亚甲基蓝和六价铬的能力.通过实验,控制溶液的pH值、温度、初始浓度和接触时间,观察吸附效果变化特征,研究其动力学和热力学性能.实验表明,改性油页岩渣吸附亚甲基蓝和六价铬的吸附率是未改性的2—3倍,且改性油页岩渣对亚甲基蓝的吸附率可达97%,对六价铬的吸附率不到25%.吸附亚甲基蓝时,pH值越大,吸附效果越好;而吸附六价铬时,最适pH值为4.改性油页岩渣吸附亚甲基蓝实验符合准二阶动力学方程,计算得反应活化能为13.29 kJ.mol-1,表明此过程主要是物理吸附.在热力学方面,由范特霍夫方程计算得ΔG〈0、ΔH〉0,表明此过程自发吸热,可见此过程还伴有化学吸附.Langmuir和Freundlich等温模型拟合结果表明,Langmuir模型数据拟合甚佳,R2=0.9999,说明改性油页岩渣吸附亚甲基蓝是单分子层吸附.二氧化钛改性油页岩渣经7次回收利用后,对亚甲基蓝的吸附效果仅减少约1.5%.     

亚甲基蓝在缺氧活性污泥上的吸附平衡和动力学

为了考察缺氧活性污泥对染料的吸附性能和吸附机理,以缺氧活性污泥作为吸附剂,亚甲基蓝作为吸附质进行等温吸附试验。结果表明:亚甲基蓝在缺氧活性污泥上的吸附遵循准二级速率方程,吸附方式为化学吸附;吸附行为符合Langmuir和Redlich-Peterson吸附等温式,为单分子层吸附,理论最大吸附量9.25 mg/g;亚甲基蓝分子在污泥颗粒内扩散动力学曲线存在线性部分,说明吸附过程存在污泥颗粒微孔内扩散效应。     

超声化学法降解水中微量亚甲基蓝的研究

在超声波作用下水中微量亚甲基蓝可有效降解,降解动力学符合一级反应,亚甲基蓝超声降解速率随初始浓度的升高而降低,随介质温度的下降而升高．亚甲基蓝在酸性和碱性条件下的降解速率高于中性条件下的降解速率．能促进OH等自由基形成的自由基促进剂Fe^2 和I^-等可有效加速亚甲基蓝的超声降解．     

ZIF-8/CdS复合材料对亚甲基蓝的光催化降解

为了改善CdS的光腐蚀,提高利用性,通过在CdS表面构建2-甲基咪唑配体,成功的合成了一种可见光驱动的ZIF-8包裹CdS的复合光催化剂.结构和形貌分析表明,通过在CdS周围原位沉积ZIF-8,形成了具有丰富孔隙率和较高比表面积的复合光催化剂.光催化实验结果表明,ZIF-8的形成不仅可以提高CdS的光稳定性,还可以增强对亚甲基蓝(MB)吸附能力,同时ZIF-8与CdS形成的异质结构对MB的降解有明显的促进作用,对15 mg·L^-1的MB的去除率为99%,在3个循环过程中光催化能力几乎没有损失.     

焙烧温度对TiO2纳米管结构及吸附性能的影响

采用水热法在不同焙烧温度下制备了具有不同特性的TiO2纳米管(TNT).用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)和BET比表面积对其结构和形貌进行表征.以亚甲基蓝(MB)为模型反应物,考察了不同焙烧温度下的TiO2纳米管在不同环境温度下对MB的吸附行为.结果表明:随着焙烧温度的升高,TiO2纳米管中锐钛矿的含量增加、比表面积减小;MB在TiO2纳米管上的吸附量随着纳米管焙烧温度的升高显著降低;环境温度对MB在TiO2纳米管上的吸附随着TiO2纳米管焙烧温度的不同而有差异.     

钛磁铁矿异相Fenton法对亚甲基蓝模拟废水的脱色研究

本研究运用紫外可见光谱、傅立叶转换红外光谱和13C核磁共振谱以及水相中溶解性有机碳和固相上元素碳分析等技术对钛磁铁矿异相Fenton法脱色业甲基蓝的过程进行了研究.实验结果表明:钛磁铁矿异相Fenton法对亚甲基蓝的脱色速率远高于磁铁矿;在钛磁铁矿异相Fenton法脱色亚甲基蓝过程中,脱除的亚甲基蓝都已被降解,且钛磁铁矿没有发生相变;虽然钛磁铁矿异相Fenton法不能使亚甲基蓝矿化,但亚甲基蓝结构中的苯环已经被打开.     

Fe（0）/H_2O_2协同降解亚甲基蓝的研究

进行了Fe（0）和H2O2协同催化降解亚甲基蓝的研究,分析了Fe（0）投加量、H2O2投加量、溶液初始pH值和染料初始质量浓度等因素的影响。研究表明：Fe（0）和H2O2协同可有效催化降解亚甲基蓝;在pH为4.5,Fe（0）用量为2.0 g.L-1,H2O2用量为3.0 mmol.L-1时对10 mg.L-1亚甲基蓝的去除率在60 min内达到90%以上。MB的降解去除率随着Fe（0）投加量与H2O2用量的增加而增加,但随着其初始质量浓度的增大而降低。研究结果还表明,Fe（0）和H2O2可在接近中性条件下有效协同催化降解亚甲基蓝。UV-Vis光谱在反应过程的变化说明亚甲基蓝降解生成了一些小分子物质。     

亚甲基蓝的CuO/TiO2-H2O2光催化脱色效果及影响因素

以亚甲基蓝染料为对象,研究CuO/TiO2-H2O2光催化的脱色效果及影响因素.在CuO/TiO2光催化系统中,加入H2O2可以显著提高催化效率,但H2O2的加入量不宜太多;反应系统的pH值、催化剂用量以及初始色度等对CuO/TiO2-H2O2的光催化效果都具有显著影响.结果表明,在pH=7的溶液中,每1000ml溶液加入0.1g CuO/TiO2催化剂和10ml 30% H2O2溶液,用ZY3-150型高压汞灯照射2h,色度为500倍的亚甲基蓝溶液脱色率高达90%.     

染料化合物在改性介孔TiO_2上的吸附

以聚乙烯醇-碘复合物修饰的介孔TiO2纳米材料为吸附剂,研究了介孔TiO2对亚甲基蓝、甲基橙、茜素红和二甲酚橙染料化合物的吸附作用.考察了4种染料初始浓度和初始pH值对吸附的影响.实验结果表明,染料化合物的结构和性质影响介孔TiO2对它们的吸附平衡时间和吸附量.二甲酚橙、甲基橙、茜素红和亚甲基蓝有最佳吸附去除率的初始pH值分别为2.0、2.0、3.0和8.0;平衡吸附时间分别为100 min、10 min、100 min和60 min.介孔TiO2对亚甲基蓝、茜素红、二甲酚橙的饱和吸附量分别为80.32 mg·g-1、78.72 mg·g-1、71.64 mg·g-1,甲基橙的饱和吸附量超过200 mg·g-1.改性介孔TiO2对亚甲基蓝、茜素红、二甲酚橙的吸附符合二级动力学方程.     

镁盐改性石英砂的制备及其吸附Zn^2＋影响因素

通过改变石英砂表面的物理化学性质,提高滤料的吸附效率,并考察其对废水中Zn2＋的去除效果。以石英砂为载体,用碱性沉积法制备了镁盐改性砂,测定了镁盐改性砂的比表面积,考察了镁盐改性砂对锌的吸附性能及其影响因素。结果表明,镁盐改性砂的比表面积为1.475 m2/g,比石英原砂比表面积提高了6.12倍;在pH值为中性的条件下...     

水滑石及其焙烧产物对阴离子染料酸性蓝-80的吸附

研究了水滑石(HT)及其焙烧产物(HTC)对阴离子染料酸性蓝-80的吸附特征.结果表明,在常见染料废水浓度范围内,HTC的吸附量和吸附速率都明显大于HT,HTC的吸附等温线和动力学分别符合Langmuir等温方程和粒间扩散模型.HTC对阴离子染料的去除受无机阴离子(Cl-, SO2-4 和CO2-3)的影响较小,阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的存在能明显降低酸性蓝-80的吸附量.吸附量随温度的升高明显下降.     

MgCl2改性碳材料的制备及其CO2吸附性能

本文以对氯甲基聚苯乙烯微球为前驱体制备了多孔碳材料C_(CMPS),并利用MgCl_2对其进行表面修饰制得了在较低CO_2浓度环境中具有高效CO_2吸附性能的吸附剂MgCl_2(n)/C_(CMPS).探究了吸附时间,MgCl_2含量和气体流速对CO_2吸附性能的影响,并对CO_2吸附动力学进行了研究.研究表明,MgCl_2(n)/C_(CMPS)的CO_2吸附动力学符合Bangham模型.吸附时间为10 min,气体流速为10 mL·min~(-1)时,CO_2吸附量可达158.4 mg·g~(-1).循环10次,吸附量保持稳定.     

茶渣负载纳米四氧化三铁复合材料制备及其对亚甲基蓝的吸附机理

采用化学沉淀法将Fe_3O_4纳米颗粒负载到茶渣(tea waste,TW)上,之后对TW-Fe_3O_4复合材料进行表征,并研究其对典型染料废水亚甲基蓝(MB)的去除效果及机理.结果表明,固液比为4.0 g·L~(-1),p H(6.92)未调整,接触时间为120 min,TW-Fe_3O_4对亚甲基蓝去除率可达98.70%.拟二级动力学模型可较好描述TW-Fe_3O_4吸附亚甲基蓝的过程.TW-Fe_3O_4复合材料对亚甲基蓝的去除可分为快吸附和慢吸附两个阶段.Langmuir、Temkin和Dubinin-Radushkevich模型均能较好拟合吸附过程.Langmuir拟合得到的最大饱和吸附量为84.47 mg·g~(-1).3次吸附-解吸循环实验之后,发现TW-Fe_3O_4对MB去除效果有限,表明结合较为稳定.TW-Fe_3O_4对MB的吸附机理涉及静电作用、离子交换、氢键作用、π-π堆积等.动力学、FTIR和XPS分析显示茶渣的表面官能团在吸附中能发挥重要作用.因此,TW-Fe_3O_4复合材料有作为染料污染废水修复剂的潜力,且能较为方便的从溶液中分离.