MCM-41介孔分子筛的合成及其对铜离子的吸附性能

以微硅粉为硅源,CTAB和PEG-6000为模板剂,合成MCM-41介孔分子筛。采用XRD、N2吸附-脱附曲线、FT—IR以及TEM表征了其结构、比表面积、孔径分布及晶体形貌,并且以该样品为吸附剂,对含Cu2＋的溶液进行了静态吸附实验。结果表明,以微硅粉为硅源成功合成了具有典型六方排列孔道结构的MCM-41,其比表面积为869．5m。／g,孔容为0．97cm3／g,平均孔径为3．3nm;溶液pH为5—6时,MCM-41对Cu2＋的去除效果最好;MCM-41对Cu3＋的最大吸附吸附容量36．3mg／g;MCM-41对Cu2＋的吸附性能符合Langmuir吸附方程的特征。动力学研究表明,该过程符合准二级动力学模型。     

MCM-41介孔分子筛的合成及其对铜离子的吸附性能简

以微硅粉为硅源,CTAB和PEG-6000为模板剂,合成MCM-41介孔分子筛。采用XRD、N₂吸附-脱附曲线、FTIR以及TEM表征了其结构、比表面积、孔径分布及晶体形貌,并且以该样品为吸附剂,对含Cu²⁺的溶液进行了静态吸附实验。结果表明,以微硅粉为硅源成功合成了具有典型六方排列孔道结构的MCM-41,其比表面积为869.5 m²/g,孔容为0.97 cm³/g,平均孔径为3.3 nm;溶液pH为5~6时,MCM-41对Cu²⁺的去除效果最好;MCM-41对Cu²⁺的最大吸附吸附容量36.3 mg/g;MCM-41对Cu²⁺的吸附性能符合Langmuir吸附方程的特征。动力学研究表明,该过程符合准二级动力学模型。     

巯基功能化13X分子筛对Pb(Ⅱ)的吸附

用3-巯丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）对13X分子筛表面进行修饰,采用XRD和FT—JR测试方法对功能化前后的分子筛结构进行表征,结果表明,功能化后分子筛在保持原有结构同时表面还接枝了对Ph^2＋离子有吸附能力的巯基基团。吸附实验表明,巯基功能化分子筛对水中Ph^2＋离子比原分子筛具有更强的吸附去除效果,饱和吸附容量和去除率提高近一倍。SH-13X对Ph^2＋离子的等温吸附符合Langmuir模型,最大吸附容量为47．01mg／g,吸附强度b为2．26。动力学分析表明SH-13X对Ph^2＋离子的吸附过程更符合准二级动力学模型,而且粒内扩散不是该吸附过程的主要吸附机制。溶液中的Ph“与嫁接在分子筛表面及孔口位置的-SH功能团形成配位络合物而去除。     

壳聚糖包覆介孔微孔分子筛去除水中的氨氮

以壳聚糖包覆介孔-微孔复合分子筛(CS/MCM-41-A)为吸附剂去除水中的氨氮,研究了反应时间、溶液p H、溶液氨氮初始浓度、CS/MCM-41-A投加量、竞争离子对吸附的影响,分析了CS/MCM-41-A的吸附动力学和热力学特征。结果表明,298 K下,当CS/MCM-41-A投加量为5 g/L,溶液氨氮初始浓度50 mg/L,p H为7,吸附时间为40 min时,溶液中氨氮的去除率达到74.35%,CS/MCM-41-A对离子的选择吸附顺序为Mg2+K+Ca2+Na+。CS/MCM-41-A吸附氨氮符合拟二级动力学方程,吸附等温线更好地符合Freundlich方程,CS/MCM-41-A对氨氮的去除有良好的吸附性能。     

CO3O4/介孔分子筛催化剂对苯催化完全氧化的研究

分别以介孔分子筛MCM-41、MCM-48、SBA-15为载体,采用等体积浸渍法制备了氧化钴/介孔分子筛催化剂,利用N2吸附、X射线衍射、程序升温还原等技术对催化剂进行了表征,考察了Co3O4的负载量及载体的孔结构对催化剂完全催化氧化苯的性能的影响.结果表明,Co3O4的负载量为20%时,催化剂的催化活性最好;载体的孔径和催化剂的可还原性能是影响催化活性的主要因素,催化剂活性顺序为Co3O4/SBA-15>Co3O4/MCM-41>Co3O4/MCM-48.     

表面活性剂改性4A分子筛对Cr(VI)的吸附行为

采用浸渍法对4A分子筛进行表面改性,通过引入阳离子表面活性剂,使4A分子筛表面附着季铵型阳离子,并与反离子Br-形成"阴离子交换膜",从而促使更多的Cr(VI)阴离子通过离子交换吸附到改性4A分子筛上,通过X-射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对样品的物相结构和组成进行表征分析。研究表明,表面活性剂的类型和疏水碳氢链结构会影响4A分子筛的吸附能力,十八烷基三甲基溴化铵(OTAB)碳氢链长,在分子筛表面形成的双分子层密,对Cr(VI)的吸附量最大。采用准一级、准二级、Elovich和Bangham动力学模型对六价铬的吸附数据进行拟合,其中准一级动力学方程最符合十八烷基三甲基溴化铵改性分子筛的吸附行为。同时,分别从Langmuir和Redlich-Peterson等温吸附模型获得六价铬的最大吸附量为13.98 mg/g,且改性分子筛以均一表面吸附为主。     

Pd/MCM-41对乙醇汽油车尾气排放乙醛的吸附和催化氧化性能

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,采用水热合成法制备了MCM-41分子筛,以其为载体采用等体积浸渍法制得Pd/MCM-41催化剂,并用于乙醇汽油车冷启动排放乙醛的净化。采用氮气吸附脱附法(BET)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对Pd/MCM-41理化性能进行表征,并用原位傅里叶变换红外技术研究了Pd/MCM-41在空气氛围下对乙醛的净化机理。结果表明:Pd/MCM-41具有规整的六方孔道、孔径分布均匀、比表面积大的特点;常温下,Pd/MCM-41催化剂可快速吸附乙醛,吸附容量可达105 mg·g~(-1),而吸附在Pd/MCM-41上的乙醛在180~220℃之间即可发生氧化而生成CO2和乙酸。     

玉米秸秆活性炭的制备及其吸附动力学研究

以玉米秸秆为原材料,采用ZnCl2活化法制备玉米秸秆活性炭,吸附次甲基蓝染料废水,进行动力学分析。本实验用Langmuir和Freundlich模型对吸附等温线进行拟合,结果表明,玉米秸秆活性炭对次甲基蓝的吸附与Langmuir方程拟合良好,R2=0.9857。采用Lagergren准一级速率模型、Lagergren准二级速率模型、Bangham动力学方程和Elovich动力学方程分别对秸秆活性炭吸附次甲基蓝溶液进行吸附动力学拟合,通过分析得出吸附过程与Lagergren准二级速率模型拟合最好,R2=0.9979。秸秆活性炭对次甲基蓝的最大吸附量达到909.09 mg/g,具有很高的吸附能力。     

QA-MCM-41吸附剂脱氮除磷性能

低浓度氮和磷在污水处理中较难去除,排放至水体会造成水体富营养化。以长碳链季铵为功能基团,将其接枝到自制备的介孔材料MCM-41上,成功制得一种吸附容量大且易再生的脱氮除磷吸附剂(QA-MCM-41)。采用SEM、XRD、BET等方法表征了QA-MCM-41微观形貌;研究了氮磷初始浓度、吸附时间及共存离子对QA-MCM-41吸附氮磷效果的影响;采用等温吸附模型、吸附动力学模型、ATR-IR以及XPS等分析手段探究了吸附反应机理。实验结果表明,QA-MCM-41对氮磷的饱和吸附量分别为20.83 mg·g~(-1)和17.67 mg·g~(-1),SO_4~(2-)对QA-MCM-41吸附氮磷的效果并未产生显著影响,吸附剂容易再生且重复利用性能较好。吸附动力学模拟及ATR-IR、XPS分析表明,QA-MCM-41对氮磷的吸附均符合以化学吸附为主导的准二级动力学方程,吸附作用主要依靠离子交换。     

矸石基X型分子筛对水中Co2+、Cu2+、Cd2+和Cr3+的去除

以煤矸石为原料,采用碱熔后水热合成法制备X型分子筛并进行XRD、SEM、BET和Zeta电位分析。研究其对水中Co2+、Cu2+、Cd2+和Cr3+4种离子的吸附性能,包括吸附等温线、吸附动力学以及初始金属离子浓度、pH值对吸附性能的影响。所合成的矸石基X型分子筛的BET比表面积为676.02 m2/g,微孔孔容为0.263 cm3/g。吸附实验表明,矸石基X型分子筛能有效去除上述4种离子,同时实现煤矸石的资源化和金属离子的去除。4种离子的平衡吸附量均随初始浓度的增大而增大,相同条件下平衡吸附量的大小顺序为Cd2+>Cr3+>Cu2+>Co2+。准二级动力学模型能很好地描述4种离子的吸附动力行为。Langmuir模型对Co2+、Cu2+和Cd2+吸附的拟合较Freundlich模型高,说明其主要表现为物理吸附过程。4种离子的吸附速率均由液膜扩散和颗粒内扩散共同控制。     

Sn-MOF对染料废水中酸性大红3R的吸附特性

通过水热法合成了一种新型的金属有机骨架Sn-MOF,研究了Sn-MOF对染料废水中酸性大红3R(AR3R)的吸附特性。通过SEM、TEM、比表面积测定和红外光谱等方法对Sn-MOF进行了表征,并探讨了初始pH、吸附剂投加量对吸附效果的影响。用拟一级动力学方程、拟二级动力学方程、Elovich方程、粒子扩散方程对吸附曲线进行了分析,研究了其吸附的动力学机理。在研究的条件范围内,拟二级动力学方程和Elovich方程的拟合度较好。通过吸附等温线拟合发现Freundlich方程(R~2=0.986 8)能很好地描述Sn-MOF对AR3R的吸附行为,这说明Sn-MOF对AR3R的吸附是化学吸附。粒子扩散方程表明,粒子内扩散不是控制SnMOF吸附过程的唯一步骤,膜扩散也参与了吸附过程。热力学实验结果表明,AR3R的去除过程是一种自发的吸热过程。经光催化再生处理6个循环后,吸附容量没有明显降低。     

ZSM-5分子筛对含铬废水中Cr(Ⅲ)的吸附行为研究

环境水体中的重金属铬污染备受关注,实现废水中铬的去除是近年来的研究热点。采用静态法,研究了对ZSM-5分子筛吸附Cr(Ⅲ)产生影响的因素,讨论了吸附动力学及共存离子效应,同时结合吸附Cr(Ⅲ)前后的ZSM-5分子筛表面性质,对ZSM-5分子筛吸附Cr(Ⅲ)的机理进行了探讨。结果表明:Cr(Ⅲ)在ZSM-5分子筛上的吸附速率较快,吸附过程符合准二级动力学模型;提高阳离子强度和溶液酸度均能增强ZSM-5分子筛对Cr(Ⅲ)的吸附效果;常见离子Cl~-、NO~-_3、Na~+、K~+对Cr(Ⅲ)在ZSM-5分子筛上的吸附影响差异不大。     

改性ZSM-5介孔沸石分子筛对焦化尾水吸附行为及动力学

通过改性制备了具有二次介孔的沸石分子筛(ZSM-5m),使用SEM、N2吸附-脱附等温线和XRD对材料的结构进行了表征。以焦化尾水残余有机污染物(ROPs)为研究对象,探讨ZSM-5m对ROPs的吸附行为和动力学。结果表明,溶液初始p H和吸附剂投加量对吸附效率均有一定的影响,ZSM-5m吸附量明显高于ZSM-5。在初始COD为150~350 mg/L,p H为3.0,投加量为2.0 g/L,吸附300 min后,ZSM-5m对COD去除率达到57.5%~69.7%,吸附量达到14.9~25.1 mg/g。吸附动力学拟合结果显示,可以更好地用假二级动力学方程和Elovich模型来描述;动边界模型推算表明,吸附的主要速度控制步骤为颗粒内扩散,温度升高,颗粒扩散控制作用减弱,表观活化能为12.58 k J/mol。推测ZSM-5m对ROPs的吸附是非均相扩散为主,带有复杂转化的物理吸附和化学吸附过程。     

过渡金属离子改性MCM-41对乙烯吸附的影响

为了提高吸附剂对乙烯气体的吸附量,对常见的MCM-41分子筛进行了过渡金属离子改性研究。通过镍离子交换实验,确定了改性条件,改性后的样品对乙烯的吸附行为发生改变。使用镍离子改性后的MCM-41在常温常压下对乙烯的最大吸附量为可达416cm3／g,约为商用颗粒活性炭的6倍,远高于其他文献的报道。吸附质的检测结果说明乙烯在其吸附过程中发生多聚反应,高碳数的直链烯烃为最终产物。CO原位红外吸附的引人证实经过热处理后,一价镍能在镍离子改性后的MCM-41样品中形成并成为乙烯聚合反应的活性中心。     

Co3O4/介孔分子筛催化剂对苯催化完全氧化的研究

分别以介孔分子筛MCM-41、MCM-48、SBA-15为载体,采用等体积浸渍法制备了氧化钴/介孔分子筛催化剂,利用N₂吸附、X射线衍射、程序升温还原等技术对催化剂进行了表征,考察了Co₃O₄的负载量及载体的孔结构对催化剂完全催化氧化苯的性能的影响。结果表明,Co₃O₄的负载量为20%时,催化剂的催化活性最好;载体的孔径和催化剂的可还原性能是影响催化活性的主要因素,催化剂活性顺序为Co₃O₄ /SBA-15> Co₃O₄ /MCM41> Co₃O₄ /MCM-48。     

柚子皮水热炭对六价铬的吸附

采用水热炭化的方法制备柚子皮水热炭吸附剂,用红外光谱仪和氮吸附仪测定水热炭表面的官能团和孔结构,考察了吸附剂用量、溶液pH值、Cr(Ⅵ)初始浓度、吸附时间对吸附Cr(Ⅵ)的影响。结果表明:水热炭是典型的介孔材料且有较多的含氧官能团,有利于Cr(Ⅵ)的吸附。溶液pH值小于7时,吸附效果较好;当溶液中Cr(Ⅵ)离子的初始浓度为50mg·L~(-1),pH=6,吸附剂用量为0.4 g·(50 mL)~(-1)、吸附时间为90 min时、水热炭对Cr(Ⅵ)的吸附率和吸附量分别为99.03%、6.19 mg·g~(-1)。柚子皮水热炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合准二级吸附动力学模型,且35、45、55℃的等温吸附数据拟合结果表明等温吸附过程符合Freundlich模型。     

泡沫镍负载5A分子筛结构化吸附材料的制备及性能

以泡沫镍金属为基体,制备结构化5A分子筛吸附材料,探讨了焙烧温度、硅/铝溶胶固含量比、5A分子筛原粉固含量对结构化5A分子筛性能的影响。采用SEM、TG、XRD、BET、超声振荡等分析方法对样品进行了微观组织结构和结合强度的分析和表征;采用H_2和N_2的混合气体为吸附质进行了N_2在结构化材料中的吸附穿透曲线测定。结果表明,具有较高强度的泡沫镍骨架包埋于分子筛层中,且结构化吸附材料中微孔和介孔并存。在焙烧温度为550～650℃时,5A分子筛可较好地保持原有晶型结构;硅/铝溶胶固含量比为1∶1时,结构化5A分子筛微孔孔体积最大;分子筛原粉固含量为79%时,结构化5A分子筛质量损失率仅为0.75%。结构化5A分子筛具有较高的吸附容量,可达544 m~2·g~(-1)。与球状吸附剂相比,结构化吸附材料具有更小的传质区与传质阻力。     

聚甲亚胺酰胺树脂对水中Cu~(2+)的吸附

制备了聚甲亚胺酰胺树脂,对其进行傅里叶变换红外光谱分析。采用批处理方法实验了pH、铜离子初始浓度、吸附时间、吸附剂用量对吸附量的影响,研究了等温吸附模型和吸附动力学模型。优化后的吸附条件为:在铜离子溶液体积50 mL、初始浓度为300 mg/L、pH为6.0时,吸附剂投放量50 mg、吸附时间60 min,此时吸附量达到269.1 mg/g,去除率达89.7%。25℃时在研究浓度范围内,铜离子吸附过程用Langmuir等温线模型和Freundlich等温线模型描述均可;与准一级动力学方程、Elovich方程及内扩散方程相比,准二级动力学方程能更好地描述其吸附动力学过程。     

芒果核壳炭的制备及对水中Cr~(6+)的吸附

以芒果核壳为原料通过H3PO4活化制备了新型的吸附剂H3PO4-C。考察了影响该吸附剂对水体中Cr(VI)的去除效果的因素,并研究了吸附动力学特征和吸附过程控制机理。结果表明,芒果壳生物质炭对Cr(VI)具有良好的吸附能力,在25℃下,较佳的吸附条件为:当投加量为3 g·L~(-1),Cr(VI)初始浓度为50 mg·L~(-1),溶液p H值为3时,吸附5h,去除率为93.8%。准一级、准二级动力学模型用来拟合吸附过程,结果表明,准二级动力学符合该吸附过程,吸附速率常数为0.001 3 g·(mg·min)-1。用Langmuir和Freundlich模型描述吸附等温过程,结果说明,该吸附过程服从Langmuir吸附,饱和吸附量为28.571 mg·g-1,内扩散为该吸附过程的限速步骤,内扩散系数D=4.21×10-9cm2·s-1。     

废电池-污泥吸附剂的优化制备及对Cr(Ⅵ)的吸附特性

以污水处理厂污泥为原料、废电池电极材料和ZnCl2为活化剂,耦合活化制备废电池-污泥吸附剂。利用筛选实验设计中Plackett-Burman和响应曲面法中Box-Behnken实验联用得出优化条件,3次平行实验验证得到制备的最优吸附剂碘吸附值和得率平均分别为474mg/g、44.8%。Cr(Ⅵ)吸附表明,Langmuir吸附等温模型(R2=0.995 3)和准二级动力学模型(R2=0.999 8)更适合描述该最优吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附行为。