Cu~(2+)负载疏松多孔型羟胺改性聚丙烯腈对As(V)的吸附性能

采用高内相比乳液模板法合成出疏松多孔型聚丙烯腈(PAN),对其进行羟胺改性后再与Cu~(2+)配位,得到Cu~(2+)负载疏松多孔型羟胺改性聚丙烯腈(AO-PAN/Cu~(2+))。对所合成的AO-PAN/Cu~(2+)吸附剂进行了红外光谱、扫描电镜、热重分析等表征,并研究了其对As(V)的吸附性能。该吸附剂对As(V)的最大吸附量为0.22mg/g,吸附过程符合拟二级动力学方程。在竞争离子存在下,AO-PAN/Cu~(2+)对As(V)具有较高的吸附选择性。固定床实验结果表明,AO-PAN/Cu~(2+)对含量为400μg/L的含砷模拟废水中的As(V)具有良好的分离性能,穿透体积达到110BV。     

Cu(Ⅱ)-桑色素-十六烷基三甲基溴化铵荧光体系测定微量Cu(Ⅱ)的研究

在H2SO4介质中,以十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为增敏剂,微量Cu(Ⅱ)对桑色素的荧光具有明显的增强作用,据此建立了测定微量Cu(Ⅱ)的新方法。当最大激发波长和发射波长分别为417nm和497nm时,Cu(Ⅱ)在4.0~20ng/mL浓度范围内与桑色素荧光强度变化值(△F)呈线性关系,其检出限为0.39ng/mL。对12ng/mL Cu(Ⅱ)进行12次平行测定,相对标准偏差为0.76%。方法可用于不同环境水样中微量Cu(Ⅱ)的测定,回收率在96.1%~102.9%之间。     

均苯三甲酸改性凹凸棒石对水中Hg(Ⅱ)的吸附研究

以硅烷偶联剂KH550和均苯三甲酸(BTC)对凹凸棒石(ATP)进行改性作为重金属离子的吸附剂,研究了其对水溶液中Hg(Ⅱ)的吸附性能。采用FT-IR、SEM等对改性前后的凹凸棒石进行表征;研究了溶液的pH值、时间和温度等因素对Hg(Ⅱ)吸附特性的影响,并对Hg(Ⅱ)的吸附过程进行动力学和热力学分析。研究表明,改性凹凸棒石对Hg(Ⅱ)的吸附符合Langmuir等温吸附模型,最大吸附容量为143.68mg/g。改性凹凸棒石对Hg(Ⅱ)的吸附动力学符合准二级动力学方程。此外,均苯三甲酸改性凹凸棒石是可重复使用的,在5次再生实验后依然保持着良好的吸附能力。这些结果表明,均苯三甲酸改性凹凸棒石是一种高效的Hg(Ⅱ)吸附材料。     

新型多胺螯合树脂对Cu(Ⅱ)的吸附性能研究

通过二乙烯三胺改性反应成功制备了多胺螯合树脂(DA),以Cu(Ⅱ)为吸附质研究了该树脂对重金属离子的吸附性能。实验结果表明该树脂对Cu(Ⅱ)的吸附符合二级动力学模型,吸附为熵推动的自发吸热过程。Langmuir方程和Freundlich方程均能较好地描述其吸附过程,但Langmuir方程拟合的效果更好。在pH=5时,DA树脂对Cu(Ⅱ)的饱和吸附量达到1.360mmol/g,超过了商用树脂S984,表现出良好的吸附性能,有潜在的应用价值。     

改性高粱秸秆对Cu(Ⅱ)吸附性能及热力学和动力学分析

研究了改性高粱秸秆对Cu(Ⅱ)的吸附性能。结果表明,pH对改性高粱秸秆吸附Cu(Ⅱ)影响显著。常温(30℃)下,对20mL pH=5.0的20mg/L的Cu(Ⅱ)溶液,改性高粱秸秆投加量0.35g,吸附时间60min,Cu(Ⅱ)去除率可达84.82%。改性高粱秸秆对Cu(Ⅱ)的吸附符合Langmuir吸附等温方程和准二级动力学模型,吸附过程的△G0<0,△H0>0且仅为4.31kJ/mol,△S0>0说明改性高粱秸秆对Cu(Ⅱ)的吸附是以单分子层物理吸附为主的自发吸热过程。     

镁改性泡沫炭对水中镉(Ⅱ)的吸附性能及去除机理

以酶解木质素液化产物树脂(LP树脂)为前驱体,借助微波加热和直接混合法,成功制得了镁改性泡沫炭(Mg/CF)吸附材料,通过红外光谱、X射线衍射、X射线光电子能谱等对其结构性能进行了分析表征,并借助静态吸附实验对其水中Cd(Ⅱ)的脱除性能进行了考察。结果表明,负载于CF表面的镁以MgO纳米颗粒的形式集中分布于CF的泡孔孔壁上,MgO的负载并未减少CF的比表面积,但可使其微孔孔容增大。该吸附材料对水中Cd(Ⅱ)表现出优越的脱除性能,与单独使用MgO相比,Mg/CF对Cd(Ⅱ)的理论最大吸附容量可达 308.51 mg·g^-1,约为 MgO 的 2.0倍,且平衡吸附时间为 720 min,较 MgO 明显缩短。Mg/CF 对 Cd(Ⅱ)的去除过程满足准二级动力学方程、Langmuir吸附等温线模型,且去除过程为吸热熵增的自发过程。去除机理研究表明,Mg/CF对Cd(Ⅱ)的去除是以离子交换和沉淀等化学作用为主,并伴有物理吸附的过程。     

镁改性泡沫炭对水中镉(Ⅱ)的吸附性能及去除机理

以酶解木质素液化产物树脂(LP树脂)为前驱体,借助微波加热和直接混合法,成功制得了镁改性泡沫炭(Mg/CF)吸附材料,通过红外光谱、X射线衍射、X射线光电子能谱等对其结构性能进行了分析表征,并借助静态吸附实验对其水中Cd(Ⅱ)的脱除性能进行了考察。结果表明,负载于CF表面的镁以MgO纳米颗粒的形式集中分布于CF的泡孔孔壁上,MgO的负载并未减少CF的比表面积,但可使其微孔孔容增大。该吸附材料对水中Cd(Ⅱ)表现出优越的脱除性能,与单独使用MgO相比,Mg/CF对Cd(Ⅱ)的理论最大吸附容量可达 308.51 mg·g^-1,约为 MgO 的 2.0倍,且平衡吸附时间为 720 min,较 MgO 明显缩短。Mg/CF 对 Cd(Ⅱ)的去除过程满足准二级动力学方程、Langmuir吸附等温线模型,且去除过程为吸热熵增的自发过程。去除机理研究表明,Mg/CF对Cd(Ⅱ)的去除是以离子交换和沉淀等化学作用为主,并伴有物理吸附的过程。     

染料预负载树脂对Cu(Ⅱ)的吸附作用特性

通过预负载实验,研究了染料预负载超高交联吸附树脂NDA-150对Cu(Ⅱ)的作用特性。研究结果表明,NDA-150负载酸性蓝29的能力很强,但对Cu(Ⅱ)吸附极弱。预负载酸性蓝29显著提高了NDA-150对Cu(Ⅱ)的吸附能力,而且随染料负载量的增加,Cu(Ⅱ)的吸附量呈阶段性的线性增长,单位增长倍率先增后降呈现两个阶段。FT-IR和XPS的表征结果显示,固相上染料分子中磺酸基、氨基及羟基参与了对Cu(Ⅱ)的吸附,这为染料预负载增强了树脂对Cu(Ⅱ)的吸附亲和力提供了直接证据。通过Ca(Ⅱ)屏蔽位点实验,表明固相中染料分子主要为Cu(Ⅱ)的吸附提供离子交换位点,此外还提供部分螯合位点。由此可见,超高交联吸附树脂NDA-150有可能同时去除废水中染料及共存重金属离子。     

吡啶基-羧基纤维的合成及其对Cu(Ⅱ)的吸附性能

以腈纶纤维(1)为基础骨架,经多胺交联、水解引入羧基和酰胺化反应接枝吡啶基合成了吡啶基-羧基两性纤维(3),其结构经IR和元素分析表征。对Cu(Ⅱ)的吸附性能研究结果表明:3对铜溶液不经pH调节即可达到良好的吸附效果,最大饱和吸附容量为133.7 mg·g-1,高于羧基纤维素。     

EDTA对新型多胺螯合树脂选择性吸附Cu(Ⅱ)的影响机制

结合溶液体系Cu-EDTA形态分析,研究了广泛pH值下EDTA对多胺螯合树脂(PAMD)选择性吸附Cu(Ⅱ)的影响规律。酸性条件(2.0pH7.0)下,随pH值升高,Cu(Ⅱ)的吸附量先增大后减小,显示出受游离EDTA离子形态变化的明显影响,这与阴离子络合态铜(CuHEDTA-和CuEDTA~(2-))与质子化氨基的静电作用相关。碱性条件(7.0pH12.0)下,随pH值升高,Cu(Ⅱ)的吸附量逐步增大并趋于稳定,这主要是因为作用机制由去质子化氨基与EDTA络合态铜形成三元络合物(7.0pH9.5)转变为去质子化氨基直接置换EDTA络合态铜中EDTA配体的方式(9.5pH12.0),进而增加了PAMD树脂对Cu(Ⅱ)的选择性吸附性能。另外,无机盐离子促进了PAMD树脂对EDTA络合态铜的配体置换作用,提高了Cu(Ⅱ)的选择性吸附性能。在盐、碱共存体系中Cu(Ⅱ)对EDTA的选择性系数高达73.1,可作为常见有机络合重金属离子选择性去除的新方法。     

Cu(Ⅱ)印迹丙烯腈-co-苯乙烯微球的制备与对Cu(Ⅱ)的选择性吸附

以Cu(Ⅱ)为模板离子、丙烯腈为功能单体,苯乙烯(St)为骨架单体,偶氮二异丁腈为引发剂,二乙烯苯为交联剂制备了铜离子印迹丙烯腈-co-苯乙烯微球(Cu-I-AN-co-St);用UV、FTIR、SEM和FAAS表征了聚合物和分析了Cu-I-AN-co-St对Cu(Ⅱ)的选择性吸附;结果表明,在室温下溶液pH为5～6,吸附时间为60 min时吸附达到平衡,最佳吸附条件下,饱和吸附容量可达到49.1 mg/g;以1 mol/L HCl溶液作为解吸剂其解吸率可达98%;与相应非印迹微球(NI-AN-co-St)相比,Cu(Ⅱ)I-AN-co-St对Cu(II)的吸附量增大并具有选择性;与电荷相同及离子半径相近的Zn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)共存时,其相对选择性系数分别为28.2,24.8,44.4。     

改性咖啡渣对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

分别采用沸水浸泡、磷酸浸泡的方法对咖啡渣进行改性处理,制备了咖啡渣基质吸附剂,利用FT-IR、SEM和XRD对其进行表征,并考察咖啡渣基质吸附剂对水中Cr(Ⅵ)的吸附效果。结果表明,咖啡渣基质吸附剂的吸附性能优良,相同条件下,磷酸浸泡改性后吸附效果明显优于沸水浸泡,孔隙结构更完善。模拟废水初始浓度为20mg/L,不调节pH值,温度为25℃,ACCG10投加量为12g/L,吸附60min时Cr(Ⅵ)的去除率可达99.59%,吸附过程符合Freundlich吸附等温模型,最大理论吸附量为16.74mg/g。咖啡渣为非晶型结构,改性前后基本框架并未改变。     

磷酸酯化改性梨渣吸附污水中Cu(Ⅱ)离子的研究

通过批次试验法研究了不同pH值、吸附剂浓度、试验物浓度和吸附时间条件下磷酸酯化改性梨渣对Cu(Ⅱ)离子的吸附.溶液pH=4.5时,Cu(Ⅱ)离子的吸附达到最大值;浓度为100 mg/L的Cu(Ⅱ)离子,15g/L及以上的改性梨渣能吸附62%Cu(Ⅱ)离子.酯化梨渣对Cu(Ⅱ)离子的吸附符合Langmuir等温模型,其最大吸附能力为20.16 mg/g.Cu(Ⅱ)离子达到吸附平衡的时间为loo min,准一级反应动力学方程可描述酯化梨渣对Cu(Ⅱ)离子的吸附过程.     

吡啶类螯合树脂对Cu(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)吸附分离特性的研究

以自合成的氨基吡啶(ANA)树脂为吸附剂,研究其对单组分重金属离子的吸附行为和在双组分体系中对目标重金属离子的分离去除能力。单组分静态吸附实验结果表明,在pH值为5条件下,ANA树脂对Cu(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的吸附容量分别达到1.022mmol/g和0.446mmol/g。静态吸附等温线和动力学过程可采用Langmuir方程和Lagergren二级动力学方程进行拟合。在Cu(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)双组分体系下,Cu(Ⅱ)的吸附量较单组分大,高浓度Ni(Ⅱ)条件下,Cu(Ⅱ)在ANA树脂上具有更好的吸附选择性能。前222BV、248BV出水中,Ni(Ⅱ)纯度分别高达100%、99.999%,经简单浓缩处理即可进行回收利用,为树脂在高纯金属制备技术中的应用提供理论指导和技术支持,同时在有色金属资源的深度提纯和高级应用中具有重要的经济和战略意义。     

硅胶负载硫脲型吸附材料对Zn(Ⅱ)的吸附性能研究

研究了通过均相法和异相法合成的硅胶负载硫脲型吸附材料(HO-SG-GPTS-TS和HE-SG-GPTS-TS)对Zn(II)的吸附性能,考察了溶液p H值、温度、时间及金属离子初始浓度等因素对吸附性能的影响。结果表明,均相法合成产物HO-SG-GPTS-TS对Zn(II)的吸附量较异相法合成产物HE-SG-GPTS-TS高。对Zn(II)的最佳吸附p H值均为6。等温吸附结果表明,随温度及浓度的升高,对Zn(II)的吸附量增大,吸附过程符合Langmuir模型,为单分子层吸附;D-R模型拟合结果表明,对Zn(II)平均吸附自由能均大于8k J/mol,为化学吸附过程。动力学研究表明,吸附材料对Zn(II)的吸附符合拟二级动力学模型,为液膜扩散控制过程。     

二乙烯三胺改性多壁碳纳米管对溶液中Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的吸附

以二乙烯三胺(DETA)为改性剂, 对多壁碳纳米管(MWCNTs) 进行共价键修饰,合成了一种对Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)有选择性的吸附剂MWCNTs-DETA, 并对Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的吸附参数进行了研究和优化. 结果表明, 最佳洗脱剂浓度为1.0 mol/L 硫脲-1.0 mol/L 盐酸, Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的洗脱率分别为94.48%和89.06%, 最佳条件下Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的饱和吸附容量分别为50.45和25.68 mg/g. 在对吸附等温线的考察中, Au(Ⅲ)拟合Langmuir等温线较好, 而Pd(Ⅱ)则拟合Freundlich等温线较好. 吸附动力学均拟合二级模型较好.     

硫化钠改性活性炭对Pb(Ⅱ)的吸附性能研究

采用质量分数为3%的Na_2S溶液对活性炭浸渍,在600℃以N_2作为保护气对其进行高温处理,研究Na_2S改性活性炭(SAC)吸附Pb(Ⅱ)的动力学和热力学机理,并对吸附Pb(Ⅱ)前后的改性活性炭进行了表征和分析。结果表明,与改性前活性炭相比,SAC的比表面积和总孔容减小,S元素含量显著提高。SAC对Pb(Ⅱ)的吸附效果显著提高,在Pb(Ⅱ)初始浓度为300mg/L时,SAC对Pb(Ⅱ)最大吸附量为122.56mg/g,并且在吸附过程的前80min内可达到总吸附量的95%以上。SAC对Pb(Ⅱ)的吸附过程可用Langmuir模型描述,动力学特性符合拟二级动力学模型。SAC对Pb(Ⅱ)的吸附的热力学参数ΔG在-80~-20k J/mol之间,ΔH0,ΔS0,表明吸附是自发进行的物理吸附与化学吸附共同作用的放热过程。对吸附前后改性活性炭的傅里叶变换红外谱图分析表明,经过Na_2S改性后,活性炭表面引入了砜基,并且砜基强化了改性活性炭对Pb(Ⅱ)的吸附性能。     

改性纳米二氧化钛对Pb(Ⅱ)的吸附行为研究

利用浸渍法对纳米二氧化钛进行表面改性, 制备出改性纳米二氧化钛, 用扫描电镜(SEM)对其进行了表征, 并以其为吸附剂, 以火焰原子吸收光谱法(FAAS)为分析手段, 探讨了改性纳米二氧化钛在静态吸附条件下对Pb(Ⅱ)的吸附性能, 考察了影响其吸附和解脱的主要因素及优化条件下Pb(Ⅱ)的吸附容量, 考察了常见共存离子的影响. 结果表明: 在pH 5.0下, 改性纳米二氧化钛能定量吸附Pb(Ⅱ); 1.0 mol/L HNO3作为解脱剂可使Pb(Ⅱ)定量解脱; 优化条件下Pb(Ⅱ)的静态饱和吸附容量为32.88 mg/g.     

磁场强化苯甲醛希夫碱吸附Cu(Ⅱ)

研究了磁场作用下,壳聚糖与苯甲醛的合成产物苯甲醛希夫碱(SB-1)对Cu(Ⅱ)的吸附特性,讨论了磁场强度、磁场处理时间、Cu(Ⅱ)溶液的酸度等因素对吸附结果的影响。结果表明,400kA/m的磁场处理前后,壳聚糖和希夫碱对Cu(Ⅱ)的吸附率分别最少增加了4.86%和2.37%,吸附量分别最少增加了0.1459mg/L和0.07111mg/L,而达到吸附饱和的时间均缩短了40%。用经典的等温方程对壳聚糖和希夫碱对Cu(Ⅱ)的吸附平衡数据进行拟合,结果表明,吸附行为与Langmuir和Freundlich两种吸附等温方程式均有较好的相关性。本研究揭示了适当的磁场处理可强化壳聚糖及苯甲醛希夫碱对Cu(Ⅱ)的吸附。     

聚乙烯亚胺改性氧化石墨对水中Cr(Ⅵ)的吸附

通过对石墨氧化、酯化,将聚乙烯亚胺耦合接枝到氧化石墨表面,制备聚乙烯亚胺改性氧化石墨(PEI-GO)。通过FTIR、XRD、TEM、RS和XPS等对合成材料进行表征,并研究了其对水中的Cr(Ⅵ)吸附和脱附性能。表征结果表明,聚乙烯亚胺成功嫁接到氧化石墨上,其氨基含量为4.36mmol·g^-1。PEI-GO对水中Cr(Ⅵ)具有很好的吸附性能,吸附等温线符合Freundlich方程,吸附动力学可用拟二级动力学方程来描述。PEI-GO对水中Cr(Ⅵ)的吸附随pH的升高而降低。阴离子的存在降低吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附,不同阴离子的影响大小顺序为PO₄^3- >SO₄^2- >NO₃^- >Cl^-。XPS结果表明,PEI-GO对Cr(Ⅵ)的去除是吸附-化学还原耦合作用的结果。经4次脱附再生循环,PEI-GO对Cr(VI)仍具有较高吸附量,表明该吸附剂再生性好,可循环使用。