改性玉米秸秆材料的制备及吸油性能的研究

以粉末状玉米秸秆(Raw corn stalks,RCS)为基体,甲基丙烯酸丁酯和苯乙烯为单体,采用悬浮聚合法制备高吸油复合材料(Butylmethacrylate and styrene grafted corn stalks,BMS-CS).实验确定的最佳制备条件为:在50℃,引发剂硝酸铈铵为2.0mmol·L-1,单体甲基丙烯酸丁酯和苯乙烯浓度分别为0.6mol·L-1、0.012mol·L-1,交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺质量分数为0.1%(相对于RCS的质量)的前提下反应25h.同时,实验考察了吸附时间、吸附温度及保油时间等对材料吸油性能的影响,并通过傅里叶变换红外光谱仪、X-射线衍射和扫描电镜对改性前后样品的结构进行表征.结果表明,BMS-CS表面变得粗糙且呈毛刺状,具有较多不规则的褶皱;结晶度的下降也印证了粗糙度的增加;红外图谱中新出现的酯基和苯乙烯基的吸收峰说明亲油单体被接枝到RCS表面;两种原因共同促进了改性材料吸油性能的增加.吸油数据显示,常温下RCS和BMS-CS的吸油量分别为5.23g·g-1和20.12g·g-1,后者是前者的3.85倍,即改性后的材料吸油性能明显增加.     

漆酶改性玉米秸秆髓的制备及其吸油特性

采用绿色生物酶技术改性玉米秸秆髓（CSP）,在CSP表面由漆酶催化接枝十八胺,以提高材料的亲油疏水性能,制得高效吸油剂LCSP.研究了改性温度、改性时间、TEMPO浓度、漆酶用量及十八胺浓度等因素对LCSP亲油疏水性能的影响,同时采用SEM、BET、XRD、接触角、FTIR、XPS等分析技术对改性前后CSP理化特性进行表征,并进行了吸油研究.结果表明,在35℃下,投加100U/g的漆酶、4.48mmol/LTEMPO、8.91mmol/L十八胺,改性CSP6h,制得的材料吸油量最大、吸水量最小,油吸附量从13.24g/g提升至40.82g/g,水吸附量从13.76g/g降至3.83g/g.吸附过程符合准二级动力学模型,吸附剂的重复利用实验表明本方法制备的材料具有良好回收再利用能力.     

有机凹凸棒石负载纳米铁降解溶液中双酚A

采用十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)对凹凸棒石(ATP)进行有机改性,并负载纳米铁(nZVI)制备复合材料nZVI/OTAC/凹石(nZVI/OTAC/ATP)。利用扫描电镜对改性凹石负载纳米铁的条件进行优化,研究了BPA在复合材料上的吸附特性,考察了材料投加量、初始浓度、pH等因素对吸附的影响,实验结果表明:随着初始BPA质量浓度、复合材料投加量及溶液pH值的增加,nZVI/OTAC/ATP对BPA的吸附量逐渐减少;在nZVI/OTAC/ATP投加量为1.0 g/L、溶液pH为6.0、初始BPA质量浓度为20 mg/L、吸附温度为25℃的条件下,吸附量最高为13.4 mg/g。吸附BPA的等温曲线符合BET模型和Freundlich模型,为多层吸附。此外,复合材料采用加热溶液浸泡法具备一定的再生能力。     

离聚物（MPET）对水中铬离子的吸附性能研究

研究了离聚物（MPET）粉末对Cr^3 的吸附性能，探讨了不同的吸附温度、时间、pH值和不同的初始浓度对吸附性能的影响，实验发现Cr^3 在较低温度下和pH为4时能被MPETO分末很好地吸附，最大饱和吸附量为11.80mg/g，实验表明MPET废纤维很可能发展成为一种经济的吸附重金属离子的材料。     

吸附Cu~(2+)接枝纤维的制备与表征

以漂白蔗渣浆纤维素为基体,二乙烯三胺为单体,硝酸铈铵为引发剂,制备胺基接枝纤维,制备高效重金属吸附剂。研究了单体用量、引发剂用量、温度、时间等反应因素对胺基接枝纤维制备的影响。采用红外光谱、X射线衍射和扫描电镜分析表征胺基接枝纤维的结构。结果表明:绝干蔗渣纤维:单体二乙烯三胺=1:1(质量比),硝酸铈铵的用量为25%,温度为70℃,时间为2 h时可以获得较高的吸附量,其吸附量可以达到12.8 mg/g。通过红外光谱和扫描电镜分析手段,对接枝纤维的结构进行表征。     

微波加热PEI改性纤维素纤维的制备及其对水中Cu~(2+)的吸附性能研究

采用微波辅助加热的方法快速制备了聚乙烯亚胺(PEI)改性的纤维素纤维材料,并与常规加热法制备的改性纤维进行对比。利用元素分析(EA)、热重分析(TGA)对改性纤维进行了表征。同时,还讨论了溶液p H、吸附时间、温度、溶液浓度对改性纤维吸附性能的影响。结果表明:与常规加热制备相比,采用微波加热改性的纤维素纤维接枝率更高且反应时间更短。在p H为6时,改性纤维对Cu2+的吸附性能达到最大,最大吸附量为134.4 mg/g,吸附过程符合Langmuir等温模型和准二级动力学方程。100 W微波加热条件下,经5次吸附/解吸后,吸附量无显著变化。     

改性纳米级Fe3O4对地下水中氟的吸附性能研究

采用共沉淀法制备纳米级四氧化三铁,比较了酸改性前后纳米级铁氧化物对模拟地下水中氟离子的去除,研究了溶液pH值、吸附剂用量、反应时间、初始氟离子浓度、竞争离子、腐殖酸等因素对四氧化三铁吸附性能的影响。结果表明,改性纳米级四氧化三铁粒径大多20 nm。当氟离子初始浓度为5 mg/L,溶液pH为5,吸附剂用量为10 g/L,反应时间为150 min,氟去除率达84.8%。竞争离子和腐殖酸对改性四氧化三铁吸附氟离子的性能影响较小。酸改性的纳米级四氧化三铁对氟的吸附等温线符合Freundlich方程,吸附动力学符合假二级动力学方程。     

乙酸改性苎麻对溢油的吸附性能研究

利用乙酸对苎麻纤维进行改性,获得吸附剂。考察不同改性温度、改性时间获得的改性苎麻纤维对原油的吸附性能,并对改性前后苎麻纤维的保油性能和吸水能力进行研究,同时通过傅里叶变换红外光谱仪、扫描电镜对改性前后苎麻纤维的结构进行表征。结果表明:改性后苎麻纤维变得疏松多孔,与改性前苎麻纤维相比其羟基、甲基、羰基峰值明显减弱,有利于提高苎麻纤维的疏水亲油性;改性后苎麻纤维的吸油能力和保油能力分别为改性前的1.86倍、1.12倍,改性前苎麻纤维的吸水能力为5.908 1g/g,改性后降为0.923 8g/g,因此改性后的苎麻纤维作为油类吸附剂,能够为有效地处理溢油事故提供可能,从而减少资源浪费和其对海洋造成的污染。     

非活体生物质对含铬废水的吸附研究

研究了非活体生物质——玉米芯对Cr^6＋的吸附作用,并探讨了溶液的pH值、Cr^6＋初始浓度、吸附时间及温度等因素对Cr^6＋吸附效果的影响。结果表明,改性玉米芯对C,有很好的吸附作用,在温度为33℃,Cr^6＋初始质量浓度为20mg/L的Cr^6＋溶液50mL,溶液的pH值为2．0,改性玉米芯用量为1．0g,振荡时间为120min的条件下,改性玉米芯对Cr^6＋的吸附率达到了98．16％。     

聚乙烯亚胺改性纤维素纤维对Cr (Ⅵ)的吸附研究

采用低浓度H_2O_2氧化纤维素水凝胶纤维,再接枝聚乙烯亚胺(PEI),成功制得PEI改性纤维素纤维(PEI-OCF)吸附剂,并将其用于溶液中Cr(Ⅵ)的去除.同时,利用傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)和X射线能谱(EDX)分析,确证纤维素上的羟基被H_2O_2氧化成醛基,PEI通过席夫碱反应被接枝到氧化纤维素上.制备优化结果表明,H_2O_2氧化阶段的最佳条件为pH=4.0,H_2O_2质量分数0.2%,氧化时间3.0h,氧化温度85℃;PEI接枝阶段的最佳条件为pH=11.0,PEI质量分数3.0%,接枝时间0.5 h.吸附研究结果显示,Cr(Ⅵ)在PEI-OCF上的吸附具有强烈的pH依赖性,最佳pH值为2.0.在180 min时吸附达到平衡;吸附过程符合准二级动力学模型,且主要由化学吸附控制.与Freundlich模型相比,Langmuir模型能更好地描述吸附过程;当温度为15和25℃时,最大吸附量分别为110.61和119.04 mg·g~(-1).浓度为300和600mg·L~(-1)的共存离子Ca~(2+)、Mg~(2+)和Na~+对PEI-OCF吸附Cr(Ⅵ)的影响较小.上述结果表明,PEI-OCF对Cr(Ⅵ)吸附性能良好,使用中易于分离;且制备过程无需交联剂,使用可降解材料,绿色环保.     

碳素纤维在近岸海洋污染物磷酸盐、硅酸盐处理中的应用

对碳素纤维进行氧化改性,利用改性后的碳素纤维处理近岸污染海水,重点研究了改性碳素纤维对海水中活性磷酸盐和活性硅酸盐的吸附作用。考察了碳素纤维液相改性时间、碳素纤维投加量、活性磷酸盐初始浓度、活性硅酸盐初始浓度、吸附时间、海况、pH值等单因素对近岸海洋污染物磷酸盐、硅酸盐吸附效果的影响。研究结果表明:改性碳素纤维对硅酸盐的吸附效果较好,去除率可达70%,对活性磷酸盐的去除率为31%左右。通过正交实验确定改性碳素纤维材料修复模拟近岸海水的优化条件为:碳素纤维改性时间为1.5 h,投加量为0.01 g,硅酸盐初始浓度为3mg/L,磷酸盐初始浓度为20 mg/L,海况为3级,pH值为8,吸附时间为3 h。在此条件下,碳素纤维对磷酸盐的去除率可达31.06%,硅酸盐去除率可达70.88%。     

三种吸附材料除磷效果的比较研究

以开发新型高效除磷吸附材料为目的,以活性炭、蛭石和粉煤灰为试验对象进行吸附除磷性能评价。结果显示,吸附剂的吸附容量随废水pH值变化显著,活性炭、蛭石在pH=6附近达最大值,粉煤灰在pH=11附近达最大值。当改变投加量时,活性炭和蛭石的除磷率并没有随着投加量的增加而增大,而粉煤灰的除磷率与投加量成正比。通过对三种吸附材料除磷性能的比较发现,粉煤灰吸附容量大于蛭石和活性炭,具有优异的除磷效果。     

微塑料老化对四环素吸附行为的影响

微塑料吸附有机污染物会加剧其对水环境的污染.该研究以四环素（TC）为目标污染物,通过过硫酸老化聚乳酸（PLA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚丙烯（PP）3种微塑料,研究其对TC的吸附行为的影响.结果表明:①过硫酸盐老化使3种微塑料表面出现大量褶皱、碎片和沟壑,比表面积增大及含氧官能团含量显著提高.②原始PET和PP吸附TC的动力学过程符合准一级动力学模型,而PLA以及老化PET和PP均符合准二级动力学模型,属于化学吸附;PLA和PET对TC的吸附符合Langmuir等温吸附模型,以单分子层吸附反应为主,而老化PP则更符合Freundlich等温吸附模型;拟合参数中,老化PLA与PET最大表观吸附量分别可达2.293和3.617 mg/g.③pH对微塑料的吸附能力有较大的影响,且pH为7时对老化PP影响最大,其对TC的吸附值为1.214 mg/g.研究显示,微塑料作为TC的有效载体,其老化会加重对水体的迁移毒性作用.      

沙质滩涂吸附水中油的实验研究

通过实验研究了沙质滩涂对可溶性油吸附的基本规律以及吸附等温线关系,分析了沙质滩涂粒径、温度、pH和盐度与吸附量的关系.研究结果表明,各沙质滩涂体的吸附动力学曲线和吸附等温线分别符合对数型和直线型理想吸附,沙质滩涂对可溶性油的吸附平衡时间约为10 h;沙质滩涂对海水中可溶性油的吸附量随盐度增加和滩涂体粒度变细其吸附量越大,随温度和pH值的增大而减小.     

铁改性热处理凹凸棒颗粒对水体磷的去除效果

传统粉末态除磷材料颗粒过细,从而导致其难与水分离,这极大限制了其在实际工程中的应用。以热处理颗粒态凹凸棒黏土为载体（1~2 mm）,采用氯化铁（FeCl₃）活性负载的方法制备颗粒态吸附磷材料,并详细研究了吸附材料除磷的最佳改性条件、反应时间、影响因素及其效率。结果表明:2 mol/L氯化铁溶液改性的凹凸棒达到最佳改性条件,且磷的吸附能较好地被朗格缪尔方程模拟,其最大吸附量为4.27 mg/g,是原状黏土固磷容量的2倍左右。铁改性凹凸棒土除磷效率受pH值的影响较大,当水体pH值从4提高到11,去除率下降了10%左右。吸附动力学表明,铁改性凹凸棒土对磷的吸附符合拟二级动力学方程,24 h内可以去除84.46%的磷。0.2 mol/L的盐酸对铁改性凹凸棒的再生效果最优,再生后吸附剂对磷的吸附效率下降40%左右。以上研究结果表明,铁改性凹凸棒土可以作为低浓度水体磷去除材料,具有较大的应用前景。     

阳离子表面活性剂改性沸石对铬酸根的吸附机制

研究了由十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性制成的有机沸石对水体中铬酸根的吸附性能及吸附机制.结果表明,与沸石原矿相比有机沸石对铬酸根的吸附容量更高,而铬酸根在有机沸石表面的吸附量随着体系离子强度的增加而显著减小,说明铬酸根的吸附以静电作用为主.研究还发现沸石经有机改性后表面Zeta电位由负变正,说明表面活性剂在沸石表面的吸附改变了沸石表面的电荷性质,这也是有机沸石能够对铬酸根发生静电吸附的主要原因.铬酸根的吸附量及吸附的铬酸根的解吸量均随着体系pH值的升高而增加,分别约在pH=5.0和pH=6.0时达最大,随后铬酸根的吸附量和解吸量随着pH值的进一步增加逐渐减小.铬酸根的吸附量与解吸量之间的差值随pH升高而减小,说明在低pH条件下非静电吸附所占比例较高pH值条件下有所增加.     

铬、砷离子吸附剂的制备及其吸附性能的研究

通过对沸石的改性,在沸石表面形成了一层纳米态的二氧化锰,而纳米态的二氧化锰及沸石都对水中重金属有强烈的吸附性能,从而达到对铬、砷离子的吸附作用。通过沸石与二氧化锰的配比、吸附溶液的pH值、吸附时间、改性沸石的用量对其去除效果的影响,探讨了吸附作用机理。通过吸附测定,改性沸石的最佳配比沸石：MnO2为2：1;改性沸石对As（III）的最佳吸附pH和时间为5.0和30 min;对Cr（VI）的最佳吸附pH和时间为7.0和30 min的条件下吸附效果最佳。     

氧化改性活性炭纤维吸附材料制备及其性能研究

目的 以不同浓度的双氧水溶液对活性炭纤维进行氧化改性,制备SO₂、NOx腐蚀气氛吸附材料。方法采用红外光谱、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪等表征方式,揭示双氧水改性对活性炭纤维孔隙结构、表面物理化学性质、吸附性能的影响,并将装有吸附材料的防护包装贮存于湿热海洋气候环境中,验证腐蚀气氛控制效果。结果 双氧水改性活性炭纤维后,其表面官能团未发生变化,比表面积先减小、后增大。改性后,活性炭纤维表面活性位点有所增加,对应的吸附性能显著增加,30%双氧水改性活性炭纤维对SO₂、NO₂、NO的饱和吸附量分别为100、153、128 mg/g,与改性前相比,分别提高了67%、180%、137%。应用吸附材料的防护包装内部腐蚀气氛浓度在3个月内几乎为0。结论 双氧水改性活性炭纤维具有良好的腐蚀气氛吸附性能,在长贮微环境中具有良好应用前景。     

有机改性凹凸棒石对养猪废水中有机物的吸附研究

研究表征了十二烷基二甲基甜菜碱和十六烷基三甲基溴化铵改性凹凸棒石的结构,探讨了改性凹凸棒石对猪粪废水中的有机污染物的吸附性能及机理,并考察了改性剂修饰比例、废水p H、吸附剂的投加量对吸附过程的影响.结果表明,两种改性剂成功结合到了凹凸棒石表面,有机改性凹凸棒石的晶体结构未发生改变,但对有机污染物的吸附能力显著高于原土.两性和阳离子改性凹凸棒石吸附有机污染物的最佳参数为:修饰比例为100%,吸附剂浓度为16 g·L~(-1),p H=4(阳离子改性为6),对猪粪废水中COD的去除率分别达到88%和92%,吸附量分别达到79 mg·g~(-1)和82 mg·g~(-1).吸附过程均符合二级动力学模型(R20.998),两性和阳离子改性凹凸棒石对有机物的吸附分别符合Freundlich和Langmuir等温式.有机改性凹凸棒石的疏水性增强,提高了对有机污染物的吸附能力,其沉降性能良好,这使其作为一种吸附剂用于实际养猪废水的处理成为可能.