改性壳聚糖季铵盐的研制及其对高氯酸盐的吸附研究

通过将壳聚糖季铵盐改性以实现固定化,并用于水体中ClO 4-的吸附去除,研究了改性过程相关工艺参数对产物吸附能力的影响,考察了产物的吸附和再生性能.结果表明,戊二醛的交联性能优于甲醛和环氧氯丙烷的交联性能,戊二醛的最佳投加量为6.82%,最佳的反应温度为45℃,pH值在3～12之间交联反应均能很好地进行,从而实现壳聚糖...     

壳聚糖季铵盐磁性颗粒的制备及其对甲基橙的吸附效果

首先在甘氨酸盐酸盐离子液体([Gly]Cl)水溶液中制备了不同取代度的壳聚糖季铵盐,采用共沉淀法制备了纳米Fe3O4.进而以Fe3O4为核,戊二醛作交联剂,通过反相悬浮法制备交联壳聚糖季铵盐磁性颗粒,考察了反应条件对吸附效果的影响.并采用静态吸附法研究了磁性颗粒对甲基橙(MO)的吸附效果.结果表明,在25℃,pH=3的条件下,甲基橙初始浓度从20 mg.L-1增加到150 mg.L-1时,平衡吸附量从37.45 mg.g-1增加到277.5 mg.g-1.运用相关数学模型拟合实验数据得出,该吸附符合Freundlich模型,吸附动力学符合拟二级动力学模型.经4次重复使用后磁性颗粒对甲基橙的吸附率仍高于90%.     

蛋壳及膜对十二烷基苯磺酸钠的吸附研究

以鸡蛋壳为原料,采用化学方法分离鸡蛋壳和壳膜制备2种吸附材料,研究其对十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的吸附性能。分别考察了吸附剂用量、溶液pH、吸附时间和吸附温度等参数对吸附性能的影响,结果表明,在最佳实验条件下,鸡蛋壳的吸附量达8.29 mg/g,壳膜的吸附量达119.9 mg/g,蛋壳和壳膜的吸附过程均符合Freundlich等温吸附模型,并且均为自发、放热过程。另外,研究了蛋壳和壳膜的脱附性能,结果表明NaOH对蛋壳和壳膜的脱附率可达60%以上,说明蛋壳和壳膜在吸附SDBS后具有较好的可再生性。     

壳聚糖季铵盐絮凝剂处理丁苯橡胶废水的研究

以壳聚糖(CTS)为母体,3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)为改性剂,合成了壳聚糖季铵盐阳离子型高分子絮凝剂2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(HTCC),以其对高岭土悬浊液的浊度去除率为指标优化合成条件,以HTCC分别与PAC及PAM复配,絮凝处理丁苯橡胶废水.结果表明,最佳合成条件为:质量比MCTS: MCTA: MNaOH =1:2:1.2、反应温度60℃、反应时间3h,在此条件下合成的HTCC对高岭土悬浊液的浊度去除率达96.46%;HTCC+PAC复配在pH6.0~8.0对丁苯橡胶废水的絮凝效果较好,出水余浊<2NTU,色度去除率达92.98%,COD去除率达32.0%;HTCC+PAM复配在pH5.0~8.9对丁苯橡胶废水的絮凝效果最好,余浊<3NTU,COD去除率46.0 %,且投药量小, pH适宜范围宽,优势比较明显.以HTCC与PAC、PAM分别复配处理丁苯橡胶废水可减轻后续生化处理的负荷,降低PAC、PAM的投加量,从而减小出水中残余铝和残余丙烯酰胺单体的含量.     

交联壳聚糖季铵盐与聚合铝复合的絮凝效果研究

研究了交联壳聚糖季铵盐与聚合铝复合后的絮凝特征。实验结果表明,壳聚糖季铵盐的絮凝效果与取代度有关,取代度在85%时絮凝效果较好。季铵盐交联后絮凝效果提高,用交联壳聚糖季铵盐与聚合铝复合,壳聚糖季铵盐与聚合铝的配比影响絮凝效果,当复合絮凝剂中壳聚糖季铵盐所占比例在20%附近时,絮凝效果最好。复合絮凝剂具有好的除浊效果,投药量低,pH值适用范围广,在达到良好的除浊效果的同时还降低了残留铝的浓度。用复合絮凝剂对造纸废水进行处理,浊度去除率可达95%,COD去除率达38%。     

季铵盐改性黏土对铜绿微囊藻的去除研究

考查了不同结构季铵盐表面活性剂改性蒙脱上对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的去除作用.结果表明,不同链长季铵盐改性蒙脱土的除藻效果不同,季铵盐取代基基对改性蒙脱土除藻效果有较显著影响.疏水链为十四烷基时,除藻效果最好.碳链长度相同时,苄基或吡啶环的引入有助于提高蒙脱土的除擦效率、十四烷基二甲基...     

烷基多糖苷季铵盐改性粘土治理赤潮研究

研究了新型表面活性剂烷基多糖苷季铵盐在2种粘土高岭土和膨润土上的吸附行为,发现其在2种粘土上的吸附符合Langmuir吸附等温线,并且吸附速率很快,在1～2min之内就能够达到吸附平衡,经红外分析发现其可以对粘土进行有效改性.在此基础上,还研究了烷基多糖苷季铵盐对东海原甲藻、强壮前沟藻、锥状斯氏藻生长的影响以及2种有机改性粘土对赤潮藻的去除情况和絮凝动力学.结果表明,烷基多糖苷季铵盐用量分别为0～0.4 mg/L、0～0.5 mg/L、0～0.8 mg/L时,对上述3种藻的生长只是抑制作用;当浓度为0.6～1.2 mg/L、0.75～1.5 mg/L、1.2～2.4 mg/L时,就会阻碍上述3种藻的生长,并且3d之后能够使其几乎全部死亡.用其改性粘土后,在与原土相同的用量条件下可将对赤潮藻的去除率从20%左右提高到90%以上,大大降低了有效去除赤潮藻的粘土用量.其沉降动力学研究表明,粘土的种类、用量以及改性剂的用量都是影响体系沉降速率的重要因素,在实际应用中可以根据不同的情况而改变其中的某个因素以达到提高沉降速率的效果.     

壳聚糖对染料的吸附动力学研究

通过壳聚糖吸附酸性染料普拉蓝RAWL和阳离子蓝染料X-GRRL的试验，研究了壳聚糖对这两种水溶性染料吸附的动力学行为，包括吸附速率K和颗粒内有效扩散系数Di′，同时通过对吸附焓△H的试验计算，初步分析了它们的吸附机理。     

Cu( Ⅱ )印迹壳聚糖交联膜的表征及其吸附热力学特性

为处理低浓度重金属废水,采用分子印迹、化学预交联及交联方法,制备了一种新型的Cu(Ⅱ)印迹壳聚糖交联膜(IMCu(Ⅱ)-E-CTS),对该膜的孔隙率、溶胀率、氨基含量、表面形态、官能团以及结晶性等性能进行了表征.考察了该膜对低浓度(20～70 mg.L-1)Cu(Ⅱ)的吸附热力学特性.结果表明,IMCu(Ⅱ)-E-CTS孔隙率、溶胀率和氨基含量分别为76.9%、109%、4.26 mmol.g-1;与壳聚糖膜(CTS)相比,IMCu(Ⅱ)-E-CTS溶胀率降低了44.0%、孔隙率升高了528%、氨基含量降低了16.5%;与壳聚糖交联膜(E-CTS)相比,其氨基含量升高了24.6%;与CTS和E-CTS相比,IMCu(Ⅱ)-E-CTS的表面形态发生了显著的变化,内部结构变得疏松;与CTS相比,IMCu(Ⅱ)-E-CTS分子链具有不规整性,结晶能力降低.在含等浓度Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)混合溶液中,IMCu(Ⅱ)-E-CTS对Cu(Ⅱ)表现出具有良好的选择性.IMCu(Ⅱ)-E-CTS对Cu(Ⅱ)浓度为20～70 mg.L-1的吸附符合Freundlich等温曲线(R2>0.99),该吸附是自发、放热、熵减小的过程.     

季铵盐在海水中的降解性

以天然海水为实验介质,研究了季铵盐的生物降解、光降解和水解特性。结果表明,季铵盐的生物降解速率与水样含菌量相关,降解曲线呈阶梯三段式,中段细菌因受季铵盐杀灭/抑制作用含菌量降低,导致季铵盐的降解趋缓,192 h的降解率为8.93%。不同光源和温度对季铵盐的光降解速率和水解速率影响较大,kuv/kvis=188,k40℃/k20℃=4.58。季铵盐的降解主要由光降解贡献,20℃时自然光降解的k分别是生物降解和水解的1.96和4.5倍。季铵盐在海水中的生物降解、自然光降解和水解动力学均符合一级动力学模型,20℃时其速率常数k分别为0.00046、0.0009和0.0002,半衰期t1/2分别为62.8 d、32.1 d和126.0 d,降解半衰期较长,在海洋环境中的残留持久性需重视。     

PAAm/HACC半互穿网络水凝胶的制备及其对水中腐殖酸的吸附性能

采用原位聚合热合成法成功制备了聚丙烯酰胺-壳聚糖季铵盐半互穿网络水凝胶(PAAm/HACC semi-IPN)新型吸附剂(s-IPN 1.5)和(s-IPN 3),并用于吸附水体中的腐殖酸.利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射光谱(XRD)等方法对吸附剂的结构进行表征.考察了溶液pH、离子强度、接触时间、腐殖酸初始浓度及温度等对吸附剂吸附腐殖酸的影响.结果表明s-IPN 3的吸附效果要优于s-IPN 1.5.吸附剂对腐殖酸的吸附量随着pH的增大而减小,随温度的升高而增大,且一定的离子强度有助于吸附剂对腐殖酸的吸附.吸附过程能较好地用准二级动力学模型及Sips等温模型进行拟合.吸附剂在pH 7.0,离子强度0.01 mol·L-1,温度为298 K条件下的最大吸附量可高达238.08 mg·g-1,吸附效果显著,能有效去除水体中的腐殖酸.     

改性壳聚糖的制备及其对水中酞酸酯的吸附

以柠檬醛化学改性壳聚糖,制备柠檬醛交联壳聚糖树脂。采用红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面测定及孔径分析方法表征柠檬醛交联壳聚糖树脂的结构。在25℃,pH为7条件下,考察柠檬醛交联壳聚糖树脂对3种酞酸酯(PAEs)邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸2-乙基己酯(DEHP)的吸附性能,剖析吸附机理。研究结果表明,壳聚糖对DMP、DEHP和DBP的吸附容量分别为92、113和87 mg/g,而柠檬醛交联壳聚糖树脂对DMP、DEHP和DBP的吸附容量分别为147、166和190 mg/g,柠檬醛交联壳聚糖树脂对3种PAEs的吸附效果明显提高,吸附动力学均满足一级动力学方程。经吸附剂再生实验,柠檬醛交联壳聚糖树脂对PAEs的脱附率达到96.5%~97.1%,可重复使用。     

钛酸盐纳米管对水中氨氮的吸附特性

以P25和Na OH为原料,采用水热法制备钛酸盐纳米管(TNTs),利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)对材料的组成和形貌进行表征,通过其对水中氨氮的静态吸附实验,考察TNTs对水中氨氮的吸附特性及规律.结果表明碱浓度为10mol·L-1时,可以获得管长约120 nm,管径约为8 nm的钛酸盐纳米管,其对氨氮的平衡吸附量达到10. 67 mg·g-1. p H值介于3～8时,TNTs能有效地吸附水中的氨氮.吸附过程在1 h基本达到平衡,符合准二级动力学方程.颗粒内扩散方程拟合结果发现,TNTs对氨氮的吸附过程由表面吸附和颗粒内扩散共同控制. Temkin方程能较好地描述TNTs对氨氮的吸附行为.热力学实验表明钛酸盐纳米管对氨氮的吸附是自发进行的吸热过程.共存阴阳离子对氨氮的吸附具有抑制作用,分别表现为SO_4~(2-) Cl~- H_2PO_4~-、K~+ Na~+ Ca~(2+).再生的钛酸盐纳米管对氨氮循环吸附5次仍有88. 64%的吸附效果.红外光谱(FT-IR)研究表明钛酸盐纳米管对氨氮的吸附机制是TNTs层间的Na~+与溶液中的NH_4~+之间发生离子交换.钛酸盐纳米管的优良循环使用性能和大吸附容量使得其能有效地去除水中氨氮.     

牛粪生物炭对水中氨氮的吸附特性

以牛粪生物炭为吸附剂,研究了p H、粒径、投加量、温度和共存阳离子等因素对牛粪生物炭吸附氨氮的影响及吸附特性.结果表明,共存阳离子Na+、Ca2+的存在对牛粪生物炭吸附氨氮有抑制作用,在Na+、Ca2+浓度相同条件下对氨氮吸附影响大小顺序为Na+Ca2+;牛粪生物炭吸附氨氮的最佳初始p H值应在5~8范围;通过对动力学数据进行分析,发现准二级动力学方程(R2=0.967 3)比准一级动力学方程(R2=0.765 9)和Elovich方程(R2=0.724 9)能更好地拟合动力学数据,颗粒内扩散方程拟合结果发现牛粪生物炭对氨氮的吸附包括表面吸附和颗粒内扩散两个过程.吸附等温线拟合发现Freundlich方程(R2=0.976 2)能很好地描述氨氮在牛粪生物炭上的吸附行为.吉布斯自由能变化(ΔGθ)、焓变(ΔHθ)和熵变(ΔSθ)的计算结果表明,牛粪生物炭对氨氮的吸附是自发的吸热过程.     

季铵盐型Gemini表面活性剂去除铜绿微囊藻

研究了5种不同结构的季铵盐表面活性剂对铜绿微囊藻的去除效率,对比发现具有Gemini双子结构的季铵盐表面活性剂比普通的单链表面活性剂对铜绿微囊藻的去除效率高,且烷烃链越长去除效果越好。以去除效率最高的16-6-16季铵盐型Gemini表面活性剂为研究对象,探讨了16-6-16用量、藻液浓度、pH及离子强度等对除藻效果的影响。结果表明：随着16-6-16用量的增加,藻细胞的去除率逐渐增加,在较高的藻密度（A_683nm=0.402）下,仅需5 mg/L的16-6-16即可破坏藻细胞的完整性,导致其死亡,当16-6-16的用量达到20 mg/L时,24 h后的藻细胞及叶绿素a的去除率可达90%;固定16-6-16的投加量为20 mg/L,随着藻浓度增大,16-6-16的除藻效率提高;当铜绿微囊藻的光密度值在A_683nm=0.402时,除藻效率最高;16-6-16除藻的最适宜pH为7~9;随着溶液离子强度增加,除藻效率降低。最后根据透反射生物显微镜观察灭藻前后藻细胞微观结构的变化及藻液Zeta电位的测试,初步探讨了季铵盐型Gemini表面活性剂灭杀铜绿微囊藻的机理。     

天然植物单宁季铵盐改性絮凝剂的制备和性能评价

用植物单宁和二甲胺、甲醛及环氧氯丙烷进行季铵化反应 ,制得了JK A和JK B两种阳离子絮凝剂。测试了产品的红外光谱 ,并对两种絮凝剂处理效果进行了比较     

质子化交联壳聚糖对水中高氯酸根的吸附特性研究

通过合成质子化交联壳聚糖,采用静态试验方法对水中高氯酸根(ClO4-)的吸附效果及机制进行了研究,考察了pH、温度和初始浓度对吸附过程的影响以及吸附剂的重复使用性能.结果表明,质子化交联壳聚糖吸附ClO4-过程属放热反应;当pH在3.0~6.0之间时,对ClO4-均有较好的吸附作用;随着ClO4-初始浓度的增加,吸附容量增加,当初始浓度为100 mg.L-1时,吸附容量在34.39~37.98 mg.g-1之间;当ClO4-为400 mg.L-1时,吸附容量达128.78 mg.g-1.质子化交联壳聚糖对水中ClO4-的吸附过程符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,ClO4-在质子化交联壳聚糖小球上的吸附过程中化学吸附为速率控制步骤.质子化交联壳聚糖小球可在pH为12.8的NaOH溶液中再生,反复使用10次其吸附容量无明显变化,表现出较好的吸附/解吸性能,这为有效地去除水中的ClO4-提供了新的方法.