氨基改性SBA-15有序介孔材料对Cd(Ⅱ)的吸附热力学特征研究

以硅酸钠为硅源,三嵌聚合物Pluronic P123为模板剂,采用水热-后期接枝的合成方法,制备出氨基改性SBA-15.用透射电镜、X射线衍射、氮气吸附-解吸和红外光谱等手段对其结构进行了表征.在此基础上,以改性SBA-15为吸附剂,通过批实验讨论了吸附时间、体系初始pH值和温度等对水溶液中Cd2+吸附的影响,并讨论了...     

二胺基改性有序多孔SBA-15对溶液中Cd2+离子的吸附研究

具有高度有序孔道结构的SBA-15是一种广受关注的新型吸附材料,为增加其对溶液重金属离子的吸附性能,选用水热-后期接枝的合成方法,制备出二胺基改性多孔二氧化硅2N-SBA-15,并用透射电镜、X射线衍射、氮气吸附-解吸和红外光谱等手段对其结构进行了表征.并以其为吸附剂,通过批实验的方法讨论了吸附时间、体系初始pH值、吸附剂用量和温度等因素对水溶液中Cd2+吸附的影响,同时结合Zeta电势和XPS分析对其吸附机制进行了探讨.结果表明,合成的SBA-15具有规则多孔特征,SBA-15对Cd2+的吸附受体系pH控制;未改性的SBA-15对Cd2+的吸附量较小,胺基改性可以显著增强SBA-15对Cd2+的吸附能力.在100 mL 25 mg.L-1的Cd2+溶液中,2N-SBA-15的用量在7.5～20 mg之间均能对Cd2+的吸附能力约达95%左右.2N-SBA-15对溶液中Cd2+的吸附很迅速,并在30 min内达到吸附平衡;随着体系温度从25℃增加到35℃,2N-SBA-15对溶液中Cd2+的吸附率从94.73%增加到98.22%.吸附等温线可用Langmuir模型描述,在298 K时Cd2+的最大吸附量为0.9 mmol.g-1,0.1 mol.L-1HCl溶液对Cd2+的洗脱率接近93%.结合pH、温度、Zeta电势和XPS分析结果,可以推测出2N-SBA-15对Cd2+的吸附机制是包含物理吸附、离子交换和络合反应等的复杂吸附过程.2N-SBA-15是一种对水体Cd2+具有较好吸附能力的吸附材料.     

吸附存储-间歇放电法氧化甲苯的反应过程研究

以SBA-15为催化剂,对比连续降解法和吸附存储-间歇放电法净化低浓度甲苯的活性,结果表明吸附存储-间歇放电法下甲苯去除率、碳平衡和CO2选择性更高.运用GC-MS分析了2种降解方式催化剂表面中间产物随时间的变化,苯甲醛进一步氧化分解进而打开苯环,是等离子体催化降解甲苯的控制步骤.对比SBA-15、Mn/SBA-15、Ag/SBA-15、AgMn/SBA-15 4种催化剂在吸附存储-间歇放电法下降解甲苯的活性.结果显示Ag和Mn的引入加速了对2-庚烯醇的氧化催化,AgMn/SBA-15表现出最好的碳平衡、CO2选择性.     

氨基修饰介孔分子筛SBA-15吸附水中Cu~(2+)性能研究

以二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷为偶联剂,采用后期修饰方法,制备出氨基修饰SBA-15(SBA代表University of California,Santa Barbara,USA)。利用扫描电镜、傅立叶红外光谱仪、N2吸附-脱附对其结构进行表征。以修饰后的SBA-15为吸附剂,对水中Cu2+的吸附过程进行了动力学与热力学探讨。结果表明:修饰后的SBA-15是一种理想的铜吸附剂,pH值适应范围较宽(3~6),吸附平衡时间较短(120 min),最大吸附量可达37.94 mg/g。修饰后SBA-15对Cu2+吸附动力学符合拟二阶动力学方程,吸附过程可分为三个阶段且不只受内扩散控制。Langmuir吸附模型和Dubinin-Radushkevich(D-R)吸附模型能更好地描述了Cu2+在修饰后SBA-15上的吸附行为,其吸附平均活化能E值分别为-16.44,-17.05,-17.20 kJ/mol,表明该吸附过程为表面络合。热力学参数表明吸附过程是自发、吸热、混乱度增加的过程,升温有利于吸附。     

多孔SBA-15颗粒对Cd(Ⅱ)的吸附缝合及其对土壤Cd(Ⅱ)的修复潜力

为拓展多孔硅酸盐等矿物材料在钝化土壤重金属中的应用,以Na2Si O_3为硅源,制备了二氧化硅多孔材料SBA-15,用透射电镜、X射线衍射、氮气吸附-解吸和红外光谱等手段对其结构进行了表征,并在此基础上,以批试验法研究了SBA-15对Cd(Ⅱ)吸附特征和缝合性能,并通过小青菜盆栽试验法探讨了其对土壤Cd的钝化潜力.结果表明,合成的SBA-15具有规则中孔特征,比表面积507.3 m2·g-1,孔径7.38 nm;体系pH≥7.0时,在100 mg·L~(-1)的Cd(Ⅱ)溶液中SBA-15的最大吸附量可达76.43 mg·g-1,吸附过程可用Langmuir模型描述,增加介质离子强度对Cd(Ⅱ)的吸附具有抑制作用.吸附Cd(Ⅱ)后的SBA-15可以用0.1 mol·L~(-1)HNO_3进行再生,但当向吸附Cd(Ⅱ)的SBA-15中引入Na2Si O_3后,可以通过SBA-15的孔隙缝合有效地固定被吸附的Cd(Ⅱ),从而抑制Cd(Ⅱ)向环境中释放.小青菜盆栽试验表明,SBA-15对Cd(Ⅱ)污染土壤的改良效果明显,能有效地降低土壤有效态Cd(Ⅱ)的含量,促进土壤Cd水溶态和交换态向碳酸盐和铁锰氧化物结合态及残渣态的转化,抑制Cd(Ⅱ)在小青菜体内的积累,增加小青菜产量.研究表明,利用SBA-15的吸附缝合能力以SBA-15和Na2Si O_3配合使用,是进行土壤中Cd修复的有效方法.     

SBA-15表面修饰及其对水中Cu~(2+)的吸附行为

以3-氨基丙基三甲氧基硅烷为修饰剂,利用修饰方法,制备出氨基修饰SBA-15,并命名为N-SBA-15。采用XRD、FT-IR、N2吸附-脱附对样品进行表征,批量实验研究吸附剂对水中Cu2+的吸附性能,动力学实验数据采用拟一阶动力学方程、拟二阶动力学方程和内扩散方程进行分析。研究结果表明:N-SBA-15对Cu2+的吸附遵循液膜扩散和颗粒内扩散机理,且整个吸附过程更符合拟二阶动力学方程,45℃时Cu2+的最大吸附量达到0.812 mmol/g。Langmuir等温模型可较好地描述Cu2+在N-SBA-15上的吸附行为。热力学研究表明该吸附过程是一个自发、吸热过程,高温有利于吸附。     

两种介孔分子筛动态吸附VOCs的研究

采用模板剂法制备了孔道规整、大比表面积的2种介孔分子筛MCM-41和SBA-15,并以甲苯、二甲苯、三甲苯为吸附对象,考察了介孔分子筛动态吸附VOCs的性能.结果表明,增加VOCs分子尺寸和浓度,降低床层温度可大幅提高介孔分子筛吸附性能.SBA-15由于介孔壁上的微孔结构适合吸附低浓度、小分子VOCs;MCM-41更适合吸附高浓度、大分子VOCs.TPD脱附试验表明,VOCs在介孔材料表面150℃下就能基本脱附完全.     

负载镧镁活性氧化铝的制备及除氟性能研究

采用浸渍法制备负载镧镁活性氧化铝改性除氟剂,用于去除溶液中氟离子。通过正交实验考察镧镁摩尔比、焙烧温度和焙烧时间对改性活性氧化铝吸附性能的影响,得出最佳合成条件为镧、镁物质的量比1∶2,焙烧温度300℃,焙烧时间2.0 h。研究吸附时间、投加量、p H值和共存阴离子对氟离子吸附效果的影响。结果表明:吸附时间为3.0 h、投加量为3.6 mg/L,p H值在6~9,除氟效果最好,氟离子去除率为94.5%;对比不同阴离子对除氟性能的影响,除氟性能受阴离子影响力大小为:CO2-3>SO2-4>Cl->NO-3;吸附剂对氟离子的吸附过程符合伪二级动力学模型,吸附等温线满足Langmuir吸附等温式,其饱和吸附量为7.663 mg/g;不同温度下的热力学结果表明该反应为自发吸热反应。     

苯基改性的介孔分子筛SBA-15的合成与表征

采用一步法在酸性条件下以聚乙氧基聚丙氧基聚乙氧基三嵌段共聚物(P123)为模板剂,用正硅酸乙酯(TEOS)和苯基三甲氧基硅烷(PTMS)直接缩合制备了苯基改性介孔分子筛Ph-SBA-15,并用红外光谱(FTIR)、小角X射线衍射(SAXRD)、热重分析(TGA)、透射电镜(TEM)和氮气吸附-脱附对样品进行了表征。结果表明,制备的样品不仅保持了高度有序的SBA-15的二维六角结构,而且具有较高的热稳定性,较大的比表面,孔容和孔径。     

ZnFe2O4/SBA-15制备及光催化降解亚甲基蓝

文章采用浸渍法制备了一系列ZnFe_2O_4/SBA-15纳米复合材料,通过XRD、XPS、N2吸附-脱附、UV-Vis DRS、SEM、TEM等分析方法对制备的材料进行表征。结果表明,复合材料中的SiO2具有介孔结构,ZnFe_2O_4纳米粒聚集在SiO2的外表面或进到孔道中,且仍呈现六方尖晶石结构,UV-Vis DRS表明ZnFe_2O_4/SBA-15纳米复合材料增强了对可见光的吸收,提高了对太阳光利用效率;ZnFe_2O_4/SBA-15对亚甲基蓝染料废水具有良好的吸附性能和光降解性能,且催化剂可通过磁分离技术有效的分离和回收。     

共聚苯胺/邻氨基苯酚介孔硅复合材料对Hg(Ⅱ)的吸附动力学研究

利用共聚苯胺邻氨基酚与介孔硅SBA-15的复合材料进行了汞离子的吸附性能试验研究,发现该复合材料对Hg(Ⅱ)具有较优异的吸附去除效果,对几种不同初始浓度的汞离子的去除率均可达到95%以上;对初始浓度为100mg/L的汞溶液的吸附动力学分别进行了一级和二级动力学模型拟合,结果表明该吸附材料对汞的吸附符合准二级动力学模型。     

AA-HPA-AMPS阻垢剂最佳合成条件研究

通过溶液聚合方法,以丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为单体,以过硫酸铵为引发剂,合成AA-HPA-AMPS聚合物。固定聚合物浓度为4mg/L,分别考查反应时间、反应温度(X1)、引发剂用量(X2)、单体配比(X3)对聚合物阻CaCO3垢性能的影响,并设计了正交实验,得出聚合物在90℃、引发剂用量为13.5%、M(AA)∶M(HPA)为7∶3时,阻CaCO3垢率最高为80.9%。为探究此聚合物是否有更高的阻垢性能,应用多元回归分析对正交实验结果进行分析及验证,聚合物阻CaCO3垢效率y与各影响因素x之间基本满足y=-146.825+16.25x2,最佳聚合条件为X2=14.5,y为90.20%。     

掺杂生物膜组分对黄河乌海段表层沉积物吸附Cd^2＋的影响研究

以生物膜主要组分水铁矿和腐殖酸作为掺杂吸附剂,分析了掺杂前后黄河乌海段表层沉积物对重金属Cd^2＋的吸附特性,探讨了吸附时间、Cd^2＋初始浓度和pH对沉积物吸附Cd^2＋的影响,对吸附动力学和吸附等温线进行了拟合并计算了分配系数。结果表明：腐殖酸和水铁矿掺杂比例的提高增强了沉积物对cd^2＋的吸附能力;掺杂生物膜主要组分对黄河乌海段水体Cd^2＋的吸附过程更符合Langmuir等温吸附曲线（R^2≥0．99,P≤0．02,n=7）;掺杂腐殖酸和水铁矿后沉积物对cd^2＋的分配系数分别为：6．2959和2．7110,二者均高于未掺杂沉积物对Cd^2＋的分配系数（0．8626）,说明掺杂腐殖酸的吸附效果优于掺杂水铁矿的吸附效果;另外,溶液pH对沉积物吸附Cd^2＋影响显著。     

活性炭对水中Cr（Ⅵ）吸附行为的研究

采用批量吸附实验,研究了活性炭对水中Cr（Ⅵ）的吸附行为,探讨了溶液pH值、活性炭用量、吸附时间、吸附过程中加入酸对Cr（Ⅵ）吸附的影响和吸附前后pH值的变化以及活性炭的再生。结果表明,利用活性炭处理Cr（Ⅵ）,具有处理效果好、再生容易等特点。在pH为4．00的缓冲系统中,等温吸附线符合Langmuir型,并可以用Freundlich等温吸附方程对其吸附进行描述;在pH为3．52的非缓冲系统中,等温吸附线类型属于BDDT吸附等温线分类中的类型Ⅱ。     

活性炭吸附处理实验室含Cr（Ⅵ）废水的研究

采用静态和动态吸附实验,探讨了溶液pH值、活性炭用量对Cr（Ⅵ）吸附的影响以及活性炭动态吸附含Cr（Ⅵ）废水的效果及活性炭的再生。结果表明,利用活性炭处理实验室含Cr（Ⅵ）废水,具有处理效果好、再生容易等特点。     

聚丙烯酸-聚偏氟乙烯共混膜对Cu^2＋吸附特性的研究

应用热诱导聚合和相转移技术,制备了具有离子交换性能的聚丙烯酸-聚偏氟乙烯（PAA—PVDF）共混膜,采用XPS和SEM表征了PAA—PVDF共混膜的结构和组成,分析了PAA—PVDF共混膜对水溶液中Cu^2＋的吸附性能,研究了共混膜对Cu^2＋的吸附热力学和吸附动力学．结果表明,动力学吸附过程符合准二级动力学方程,等温吸附过程符合Langmuir模型．吸附过程的平均吸附能为8—16kJ／mol,表明该吸附过程为离子交换反应．热力学参数△G^0〈0、△H^0〉0、△S^0〉0,证实了吸附过程为自发的吸热过程。PAA—PVDF共混膜经吸附／脱附4次循环后,对废水中Cu^2＋的吸附量大于0．025mg／cm^2,脱附率超过95％。PAA—PVDF共混膜具有优良的吸附／脱附性能,良好的稳定性和潜在的应用前号。     

粉煤灰深度处理焦化废水中氨氮的研究

利用粉煤灰-石灰体系作吸附剂,对焦化废水中氨氮进行深度处理,考察了pH值、药剂投加量、吸附时间等因素对处理效果的影响,得出最佳处理条件为:废水pH值为5左右时,每100 mL废水中加入粒径为100目以上的粉煤灰15 g,生石灰0.25 g,吸附时间为1h.处理后焦化废水的N H 3-N可达污水综合排放标准(GB8978-96)中二级排放标准.     

颗粒海藻酸镧对饮用水中氟的吸附去除

以氯化镧与海藻酸钠为原料,采用滴球法制备了粒径为1～1.5mm的海藻酸镧小球,经过水洗、干燥后得到镧负载量25%(质量分数)的海藻酸镧颗粒吸附剂,应用该吸附剂进行饮用水除氟研究.通过间歇吸附实验,分别进行了吸附速率、pH值影响、吸附等温线、共存离子影响等吸附性能评价,并对吸附前后吸附剂表面与溶液组成变化进行研究.结果表明,该颗粒的吸附速率很快,反应2h后出水氟浓度即逐渐趋于稳定,吸附速率曲线符合拟二级反应速率方程;吸附效果受pH影响显著,在pH=4附近吸附量最大;吸附等温线数据对Langmuir方程拟合较好,其最大吸附量高达197.2mg·g-1;在常见无机干扰离子中,磷酸根与碳酸根对吸附有较大负面影响.SEM照片显示吸附前、后颗粒表面形态差异明显;吸附前、后颗粒表面EDX成分分析及溶液中离子浓度测量结果显示,吸附过程中溶液中F-同时与颗粒表面Cl-及OH-发生离子交换作用.     

用稻米壳吸附去除废水中的铜离子和铅离子

稻壳是一种廉价的生物质吸附剂,用于从废水中去除铜、铅离子。研究了吸附时间、pH值、加入量与粒径、金属离子初始浓度等因素对吸附去除水中铜、铅离子的影响。实验结果表明：在最佳吸附条件下,稻壳对初始浓度为4mg/L铜离子、10m班铅离子的吸附量分别为0．62和2．09mg／g,去除率分别为63％和83％。同时,Cu^2＋和Pb^2＋在天然稻壳上吸附的热力学行为与Langmuir吸附等温式吻;动力学数据研究表明,吸附满足;隹二级动力学模型。稻壳将是去除废水中Cu^＋和Pb^2＋有潜质的材料。     

Preparation1 and utilization of wheat straw anionic sorbent for the removal of nitrate from aqueous solution

In order to reduce the impact of eutrophication caused by agricultural residues (i.e. excess nitrate) in aqueous solution, economic and effective anionic sorbents are required. In this article, we prepared anionic sorbent using wheat straw. Its structural characteristics and adsorption properties for nitrate removal from aqueous solution were investigated. The results indicate that the yield of the prepared anionic sorbent, the total exchange capacity, and the maximum adsorption capacity were 350%, 2.57 mEq/g, and 2.08 mmol/g, respectively. The Freundlich isotherm mode is more suitable than the Langmuir mode and the adsorption process accords with the first order reaction kinetic rate equation. When multiple anions (SO42-, H2PO4-, NO3-, and NO2-) were present, the isotherm mode of prepared anionic sorbent for nitrate was consistent with Freundlich mode; however, the capacity of nitrate adsorption was reduced by 50%. In alkaline solutions, about 90% of adsorbed nitrate ions could be desorbed from prepared anionic sorbent. The results of this study confirmed that the wheat straw anionic sorbent can be used as an excellent nitrate sorbent that removes nitrate from aqueous solutions.