磁性壳聚糖微球的制备及对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

用壳聚糖包埋磁流体,用戊二醛交联制成磁性壳聚糖微球,并用红外光谱表征其结构。用制备的磁性壳聚糖微球吸附Cr(Ⅵ)离子,考察了其对Cr(Ⅵ)离子的吸附性能;探讨了吸附时间、溶液pH值、吸附剂用量、温度、Cr(Ⅵ)起始浓度以及其他离子存在对Cr(Ⅵ)离子去除率的影响。实验结果表明,磁性壳聚糖微球吸附Cr(Ⅵ)离子的最佳条件为:吸附平衡时间40 min,最佳吸附pH值6左右,磁性壳聚糖微球用量10 mg,温度升高有利于提高磁性壳聚糖微球的吸附效率,Cr(Ⅵ)离子起始质量浓度为12μg/mL,无机盐的存在引起磁性壳聚糖微球的吸附性能降低。并且考察了吸附剂的再生性能,实验结果表明磁性壳聚糖微球具有良好的重复使用性。     

不同类型阴离子交换树脂对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

通过静态吸附实验、动力学实验,从3种吸附去除Cr(Ⅵ)的离子交换树脂中优选出DEX-Cr树脂,研究了pH、温度对其交换性能的影响,进一步对树脂的动态吸附-再生性能和重复使用稳定性进行了考察。结果表明DEX-Cr树脂对Cr(Ⅵ)的吸附去除效果好,且重复使用稳定性高,可以作为分离去除Cr(Ⅵ)的高效吸附剂。     

纳米氧化镁对Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)的吸附特性

采用乳液法制备不同形貌的花状和片状MgO纳米粒子并研究其对Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)的吸附性能。运用静态吸附实验考察吸附时间和吸附剂MgO用量对Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)的去除率影响,探讨MgO纳米粒子的微观机构对其吸附性能的影响机制。结果表明,花状MgO和片状MgO对Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)离子表现出优异的吸附性能,对金属离子的去除效果是Cu(Ⅱ)Cr(Ⅵ)Cr(Ⅲ),5min基本达到吸附平衡;花状MgO对金属离子Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的吸附性能明显优于片状MgO,这归因于比表面积大、多孔结构的花状MgO为金属离子提供更多的吸附活性位。与Temkin模型和Freundlich模型相比,Langmuir等温吸附模型更符合MgO样品在含Cu(Ⅱ)离子溶液体系中对Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)离子的吸附过程,这意味着Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)离子在MgO纳米粒子表面的吸附属于单分子层吸附。花状和片状MgO对金属铬离子的吸附行为符合伪一级动力学模型。     

镁铝类水滑石在Cr(Ⅵ)和对甲基苯酚复合污染中的吸附

以Cr(Ⅵ)、对甲基苯酚为代表污染物,用实验室模拟法研究了镁铝类水滑石（Mg-Al HTlc）对Cr(Ⅵ)的吸附行为。 结果表明,在Mg-Al HTlc/Cr(Ⅵ)/对甲基苯酚体系中,吸附动力学和热力学分别符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温式;溶液中共存的对甲基苯酚会延缓Mg-Al HTlc对Cr(Ⅵ)的吸附速率,但会增加其对Cr(Ⅵ)的吸附量。 一方面,Cr(Ⅵ)与对甲基苯酚产生竞争吸附,竞争作用的大小和溶液中对甲基苯酚与Cr(Ⅵ)的浓度比有关;另一方面,Mg-Al HTlc对对甲基苯酚的吸附可降低体系pH值,增加Cr(Ⅵ)的吸附量,随Cr(Ⅵ)初始浓度的增加,酚离子的竞争能力相对减弱,当Cr(Ⅵ)与对甲基苯酚的质量浓度比大于3时,Cr(Ⅵ)的吸附量增加显著,去除率增强。体系温度升高使Cr(Ⅵ)的吸附量降低。     

纤维素氨基甲酸酯/MoS_2分离膜的制备及光催化还原Cr(Ⅵ)研究

本研究针对印染废水处理及有毒重金属Cr(Ⅵ)处理困难的问题,通过制备纤维素氨基甲酸酯(Cellulose carbamate,CC)/二硫化钼(MoS_2)复合分离膜,借助二者对Cr(Ⅵ)的吸附作用以及MoS_2的光催化还原作用,从而实现了染料分离过程中的Cr(Ⅵ)的同步脱毒。实验利用拉曼光谱、扫描电镜以及EDX表征证明了MoS_2在CC膜中的成功负载;通过表面接触角测量仪、吸附实验以及光催化过滤实验等手段评价了MoS_2的负载对膜性能的影响。实验结果表明,MoS_2的添加一方面改善了膜的亲水性,提高了膜的通量;另一方面也提升了膜整体对Cr(Ⅵ)的吸附能力。在施加可见光光照过滤含铬染料废水的过程中,CC/MoS_2分离膜对染料的优异截留性能避免了其与Cr(Ⅵ)在膜内的竞争吸附现象,使Cr(Ⅵ)在膜内得到更好的吸附和光催化还原效果,最终实现染料高效截留的同时,通过光催化还原一定程度上消除了染料废水中Cr(Ⅵ)的毒性。     

油茶果壳活性炭的制备及其对Cr(Ⅵ)的去除

利用磷酸活化法制备油茶果壳活性炭,并将其作为吸附剂用于去除水溶液中的Cr(Ⅵ),同时探讨了不同参数(Cr(Ⅵ)的初始浓度、吸附剂的用量、pH、温度等)对油茶果壳活性炭吸附Cr(Ⅵ)的影响。结果表明:当温度为293 K,Cr(Ⅵ)初始浓度为250 mg/L,pH为2.0时,Cr(Ⅵ)的最大吸附量可达165.0 mg/L。根据吸附动力学原理,发现其吸附过程遵循拟二级动力学模型。Cr(Ⅵ)的去除程度随Cr(Ⅵ)初始浓度的升高而增加,且其平衡数据与Freundlich模型拟合良好。     

荞麦皮生物吸附去除水中Cr(Ⅵ)的吸附特性和机理

农业废弃物荞麦皮作为生物吸附剂去除水中Cr(Ⅵ),研究了荞麦皮对Cr(Ⅵ)的去除动力学以及溶液pH、吸附剂用量和Cr(Ⅵ)初始浓度对去除效率的影响;通过FT-IR,XPS,SEM-EDX对荞麦皮表面组成和结构进行表征,探索荞麦皮去除Cr(Ⅵ)的机理.结果显示:荞麦皮对Cr(Ⅵ)有很高的去除效率.常温下5.0 g·L-1的荞麦皮在pH=2.0下对100 mg·L-1 Cr(Ⅵ)溶液的去除率可达99.87%.荞麦皮对Cr(Ⅵ)的去除率随溶液pH降低而升高,在pH=2.0时达到最大;随吸附剂用量增加而增大;随Cr(Ⅵ)初始浓度增加而减小.单位质量荞麦皮对Cr(Ⅵ)的去除量随吸附剂用量增加而减小;随Cr(Ⅵ)初始浓度增加而增加,最后趋于稳定.在20℃,pH=2.0,吸附用量为5.0 g·L-1时,荞麦皮对Cr(Ⅵ)的最大去除容量约为36.4 mg·g-1.荞麦皮吸附去除Cr(Ⅵ)的过程符合准二级吸附动力学.FT-IR,XPS和SEM-EDX分析结果表明:荞麦皮是一个多孔材料,表面存在羧基、氨基、羟基等活性基团;荞麦皮对Cr(Ⅵ)的去除是一个吸附-还原耦合的过程,包括Cr(Ⅵ)在荞麦皮表面上的静电吸附,以及此后的固相还原和对还原态的Cr(Ⅲ)再吸附;Cr(Ⅲ)的吸附主要是通过与荞麦皮表面的羧基、氨基的配位,以及与其中的阳离子发生离子交换作用实现的.     

交联羧甲基淀粉预富集-悬浮体进样-石墨炉原子吸收法测定水样中铬(Ⅲ)和铬(Ⅵ)

以交联羧甲基淀粉(CCMS)为吸附剂,悬浮体进样-石墨炉原子吸收法(GFAAS)测定环境水样中Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)形态。研究了溶液pH值、吸附时间、溶液体积、共存离子等对CCMS吸附Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的影响。结果表明:在pH=6.0时,吸附15 min,CCMS可以选择性地吸附Cr(Ⅲ),对Cr(Ⅵ)不吸附,从而实现Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的分离。将吸附Cr?的CCMS加0.1%的琼脂制成悬浮体直接进石墨炉检测,用1 mL 1%盐酸羟胺将Cr(Ⅲ)还原成Cr(Ⅵ),测总铬。方法对Cr(Ⅲ)的检出限为0.044μg/L,相对标准偏差(RSD)为10.4%(初始浓度CCr(Ⅲ)=1.0μg/L,n=11),富集倍数为50倍。将本方法应用于环境标准样品的测定,测得结果与标准值相符。     

纳米级二氧化锆的合成及其在六价铬污染处理中的应用

用溶胶－凝胶法合成了纳米级ZrO2,并采用透射电镜进行了表征。研究了纳米ZrO2对Cr(Ⅵ）的吸附。在pH4.0，吸附比为1：2900时，平均吸附率为85．48％，最大吸附量为301．4μg Cr（Ⅵ）/g。采用2mol/L NaOH可完全洗脱纳米ZrO2l所吸附的Cr(Ⅵ）。应用于环境水样中Cr(Ⅵ）的处理，水中残留Cr(Ⅵ)的浓度远小于Cr(Ⅵ)的排放标准。考察了回收纳米ZrO2对Cr(Ⅵ)的吸附效率，结果表明纳米级ZrO2可循环使用。     

交联化羟丙基壳聚糖对Cr(Ⅵ)的吸附与结构分析

研究了交联化羟丙基壳聚糖对Cr(Ⅵ)的吸附作用,探讨了溶液的pH值、反应时间、温度、初始浓度等因素对其吸附性能的影响,并且用FTIR、XRD和SEM对吸附前后物质进行了表征与结构分析。实验表明,pH是交联羟丙基壳聚糖吸附Cr(Ⅵ)的主要影响因素。在pH=5时,对Cr(Ⅵ)初始浓度为15mg/L的溶液,可控制温度在20℃左右吸附2h,吸附剂交联羟丙基壳聚糖用量为1g/100mL溶液即能达到满意的吸附效果。吸附后由于交联羟丙基壳聚糖与Cr(Ⅵ)的配位作用使得交联羟丙基壳聚糖的结晶性明显降低;Cr(Ⅵ)的配位使得交联羟丙基壳聚糖的表面形貌发生了改变。     

猪骨基多孔炭对六价铬吸附性能的分析

以废弃的猪骨为原料制备的多孔炭作为吸附剂,分析了其对含Cr工业废水的净化作用,并对其吸附机理进行探讨。结果表明,吸附体系的pH、吸附时间、Cr(Ⅵ)初始浓度对多孔炭吸附Cr(Ⅵ)的能力影响较大,多孔炭材料的比表面积对其吸附水溶液中的Cr(Ⅵ)起决定性作用。该吸附过程符合二级动力学吸附模型,并且可用Langmuir吸附等温线来描述。所以猪骨基多孔炭有望成为含Cr(Ⅵ)废水的良好净化剂。     

氨基功能化纳米Fe3O4磁性高分子吸附剂对废水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

采用分散聚合法通过共聚、开环反应,对纳米Fe3O4进行表面功能化修饰,得到富含NH2官能团的纳米磁性高分子复合材料.通过透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)、热重差热分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)等对其进行表征,着重研究了其作为吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附性能.结果表明:该吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附能在10 min内达到平衡;废水溶液pH值能显著影响吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附效果,pH为2.5时效果最佳.废水中Cr(VI)的初始浓度、吸附时间、温度等因素对吸附效果均有不同程度的影响.结合相应pH值下Cr(Ⅵ)的形态分布,探讨了这种新型材料对Cr(Ⅵ)的吸附机理.结果表明:其吸附机理及吸附容量与废水中Cr(Ⅵ)的离子形式有关;吸附过程以离子交换与静电引力为主.等温吸附数据符合Langmuir模型,T=308 K pH=2.5,V=40 mL时,吸附剂的饱和吸附容量qm=25.58 mg/g.吸附为吸热过程,焓变△H=8.64 kJ/mol.     

生物吸附剂菹草干粉对Cr(Ⅵ)的吸附性能

开发了高效去除重金属Cr(Ⅵ)污染的生物吸附剂,菹草(Potamogeton crispus)干粉吸附剂,通过单因素分析考察了吸附时间、吸附剂颗粒大小、溶液初始pH值、吸附剂用量、Cr(Ⅵ)初始浓度以及离子强度等对重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附性能。 结果表明,对吸附效果影响显著的因素有Cr(Ⅵ)初始浓度、吸附剂颗粒大小、溶液初始pH值和离子强度;其吸附行为符合准二级动力学方程,相关系数为0.9998;菹草对Cr(Ⅵ)的吸附等温线符合Langmuir方程。     

一种新型交联羧甲基葡甘聚糖微球对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

通过Fe3+交联羧甲基葡甘聚糖制得了一种新型羧甲基葡甘聚糖凝胶球,研究了羧甲基葡甘聚糖铁凝胶球对Cr(Ⅵ)的吸附性能。分别考察了吸附时间、羧甲基葡甘聚糖浓度、FeCl3浓度、pH值、温度、Cr(Ⅵ)浓度和微球粒径对吸附的影响,同时用红外光谱初步表征了羧甲基葡甘聚糖铁凝胶球-Cr(Ⅵ)复合物的结构。结果表明,293K时,微球对Cr(Ⅵ)的吸附反应在12h时达平衡,当羧甲基葡甘聚糖质量分数为1.0%,FeCl3质量分数为1.0%,Cr(Ⅵ)浓度为400mg/L时,吸附量达到0.4385mmol/g。根据不同温度下微球吸附Cr(Ⅵ)的等温线,计算了吸附过程的热力学参数,同时用Freundlich方程对实验数据进行了拟合,发现该方程适用于所研究的吸附体系。该体系为自发放热过程,体系熵减少,降温有利于吸附。     

Cr(Ⅵ)在Mg-Al型类水滑石上的吸附-脱附性研究Ⅰ.吸附性

研究了Cr(Ⅵ)在带结构正电荷的Mg-A1型类水滑石(HTlc)上的吸附性能,考察了pH、无机电解质添加剂NaCl,NaN03,Na2S04和Na3P04及有机添加剂EDTA和柠檬酸等因素的影响,并结合红外光谱和XRD实验结果探讨了吸附机理.研究表明,Mg-Al型HTlc对Cr(Ⅵ)有很强的吸附能力,其吸附动力学和吸附等温线分别符合准二级速率方程和Langmuir方程,饱和吸附量达105 mg/g,有望成为一种优良的含Cr(Ⅵ)污水处理剂和Cr(Ⅵ)污染土壤修复剂.初始pH增大,吸附量降低.无机电解质和有机添加剂均能明显抑制Cr(Ⅵ)在HTlc上的吸附,其抑制吸附作用的强弱顺序分别为Na3PO4≥Na2SO4≥NaCl＞＞NaNO3和柠檬酸＞EDTA.Cr(Ⅵ)在HTlc上的吸附可分为层间的离子交换吸附和外表面的吸附,其中外表面的吸附层在微观上又可分为因化学键合作用而形成的内络合层和因静电作用而形成的外络合层.     

Cr(Ⅵ)离子在CdS催化剂上的吸附及光催化还原

Cr(Ⅵ)在CdS光催化剂上具有较强的暗态吸附,适当的热处理会增强Cr(Ⅵ)离子的吸附;在未经热处理的CdS催化剂上,Cr(Ⅵ)的吸附表现为接近于一个吸附单层的特征,而当催化剂经过了300℃的热处理,Cr(Ⅵ)离子在催化剂表面上的吸附会增加,吸附表现为超过一个单层的特征。热处理过程同样会增加催化剂的光催化活性。对于整个光催化反应而言,吸附过程是反应的控制步骤。Cr(Ⅵ)的光催化还原伴随CdS催化剂的光腐蚀。     

改性蔗髓重金属吸附剂去除水中Cr(Ⅵ)的动力学研究

对甘蔗渣预处理后以Na OH和二硫化碳改性转型合成重金属吸附剂。实验结果表明,改性后蔗髓纤维(MSCB)投加量为4 g/L,对50 mg/L Cr(Ⅵ)的最大吸附量为9.8 mg/g,平衡时间为30~60 min,去除率达98.05%,出水浓度0.78 mg/L,比改性前蔗髓纤维对Cr(Ⅵ)的吸附率(23.7%)提高了74.35%。MSCB对Cr(Ⅵ)的吸附进行Langmuir与Freundlich等温吸附方程拟合,更符合Langmuir单分子化学吸附;对吸附动力学拟合模型分析,吸附过程更符合准二级速率方程;吸附热力学模型显示该吸附为自发进行的吸热反应且是熵增过程。     

2种羟基氧化铁对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

通过水解方法制备了α-FeO(OH)和β-FeO(OH),研究了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能及影响因素。结果表明,2种形式的FeO(OH)在弱酸性环境中对Cr(Ⅵ)均表现出很好的去除效果,吸附过程能够用Langmuir模型较好地描述,α-FeO(OH)和β-FeO(OH)对Cr(Ⅵ)的最大吸附容量分别为50.25和42.02mg/g。对初始质量浓度达10mg/LCr(Ⅵ)的水样,通过α-FeO(OH)和β-FeO(OH)的吸附作用,可以将水中Cr(Ⅵ)控制在饮用水安全标准之下。200mg/LCl-、SO42-,100mg/LF-作为共存离子时,对2种吸附剂吸附Cr(Ⅵ)的效果无明显影响;但100mg/L的H2PO4-和HCO3-共存,可使α-FeO(OH)、β-FeO(OH)对Cr(Ⅵ)的去除效果降低15%～20%。离子强度增加使吸附能力降低。     

羧甲基壳聚糖对Cr(Ⅵ)吸附性能及吸附热力学、动力学研究

以脱乙酰度大于90%的壳聚糖CTS为原料、异丙醇为溶剂、氢氧化钠为催化剂、氯乙酸为羧甲基试剂,制备羧甲基壳聚糖CM-CTS。根据其在不同pH值、投入量、反应温度及反应时间等条件下对Cr(Ⅵ)的吸附性能数据,得出了羧甲基壳聚糖的最佳吸附条件。通过静态吸附实验考察羧甲基壳聚糖对Cr(Ⅵ)的等温吸附特性,并对其进行热力学及动力学分析。     

多孔聚离子液体-对二乙烯基苯聚合物材料的合成与吸附Cr(Ⅵ)性能研究

为了获得孔道更加稳定、比表面积较大的聚离子液体,向咪唑离子液体中引入刚性基团苯环,成功得到BET比表面积约为200 m~2·g~(-1)左右的介孔型聚离子液体材料,对实验所得的产物聚离子液体-对二乙烯基苯进行了性质与结构的表征。并将PIL-DVB应用于Cr(Ⅵ)的吸附,进行了吸附等温线、吸附动力学的研究,其对Cr(Ⅵ)的吸附量可达到273 mg·g~(-1),通过实验与计算结合的方法对吸附机理进行了探究。