铁柱撑累托石的制备及其对活性艳蓝的降解

以天然粘土矿物累托石为载体、以铁盐作交联剂,利用水溶液插层方法制备了铁/累托石复合物。采用FT-IR和XRD两种表征方法对铁/累托石复合物进行了表征,分析了复合物的结构变化和层间间距变化,并探讨了复合物制备条件以及反应过程中溶液初始浓度、溶液初始pH、复合物投加量和H2O2浓度因素对催化降解活性艳蓝的影响。研究表明:铁聚合物插入到累托石的层间结构中,扩大了累托石的层间距;当Na+/Fe3+比值为0.5,Fe3+/累托石比值为10 mmol/g,p H为3左右,催化剂用量为0.5 g/L时,H2O2浓度为100 mg/L时,活性艳蓝的去除率达到90%以上。实验表明,铁柱撑累托石/UV/Fenton工艺对活性艳蓝具有良好的降解效果。     

Au/Fe3O4/GO复合SERS基底的制备及对水溶液中低浓度芘的富集-检测

以氧化石墨烯(GO)为载体,利用静电吸附将氨基修饰的Fe_3O_4磁性纳米颗粒负载到GO表面得到GO-Fe_3O_4复合材料,再通过静电作用将Au纳米颗粒与GO-Fe_3O_4复合材料组装,制备了Au/Fe_3O_4/GO复合材料,并考察其表面增强拉曼(SERS)活性.首先以罗丹明B(Rh B)为探针分子,考察Au纳米颗粒的粒径对SERS性能的影响,发现平均粒径为40 nm的Au纳米颗粒具有最好的SERS效果.SERS检测性能随着Au负载量的提高而逐渐变优,Au/GO中Au负载量为20%时最优.以多环芳烃分子芘为探针分子,探究Au/Fe_3O_4/GO复合材料中各组分对SERS性能的影响发现,Au纳米颗粒对拉曼信号的增强起主要作用,GO可以通过化学增强效应及对芘的吸附富集作用有效提高SERS检出限,Fe_3O_4的存在可以使基底快速分离,简化实验步骤,便于基底重复利用.该方法对水溶液中芘的检出限达到10-8mol·L-1,相对于普通拉曼的检出限有了明显的降低,有望被用于环境中痕量多环芳烃的富集-检测.     

阴离子表面活性剂改性水滑石吸附硝基苯的特性研究

以阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)为改性剂,采用共沉淀法在不同表面活性剂浓度,0.5～2.0理论阴离子交换容量(theoretical anion exchange capacity,TAEC)条件下制备了有机水滑石LDH-DS,并用XRD、FT-IR表征了样品的结构特征.结果表明十二烷基硫酸根成功插层进入LDH层间,d003底面间距由0.80 nm增大至3.98 nm.同时研究了LDH-DS对硝基苯的吸附性能,表明有机水滑石对硝基苯的等温吸附曲线符合线型方程(R2>0.99),吸附过程主要为分配作用.随着样品中SDS负载量的增加,LDH-DS对硝基苯的吸附系数Kd相应增强,但有机碳标化的吸附系数Koc值基本保持恒定.吸附热力学实验显示吸附过程为吸热反应,熵增大是吸附过程的驱动力.     

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.     

纳米氧化铝改性凝胶球对四环素吸附性能分析

采用溶胶-凝胶法制备纳米氧化铝改性聚乙烯醇-海藻酸钙凝胶球（SA-PVA-AlNPs）,用于吸附去除水溶液中的四环素。考察了纳米氧化铝负载量、初始溶液pH、离子强度对凝胶球吸附性能的影响。结果表明:复合纳米氧化铝有利于提高凝胶球的吸附性能;SA-PVA-ALNPs吸附四环素最佳pH值条件为pH=3;NaCl浓度的提高并未显著影响凝胶球对于四环素的吸附能力。准二级动力学可以较好地拟合SA-PVA-ALNPs对四环素吸附的动力学数据;Langmuir模型能更好地拟合等温吸附数据,最大吸附容量为75.90 mg/g。SA-PVA-ALNPs吸附四环素主要依靠阳离子架桥作用、n-π电子供体-受体相互作用以及氢键作用。     

磁性埃洛石复合材料的制备及其对十八烷胺吸附性能研究

采用共沉淀法制备磁性埃洛石复合材料,并对其吸附十八烷胺的行为进行研究.利用红外光谱(FT-IR)、透射电子显微电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)对磁性埃洛石进行表征,研究吸附剂浓度、吸附时间、溶液p H值和温度对十八烷胺在磁性埃洛石上吸附的影响,采用Lagrange准二级动力学方程、Langmuir等温线方程及Freundlich等温线方程对实验数据进行拟合.结果表明:Fe3O4纳米粒子成功的负载到埃洛石的表面;p H值和温度对十八烷胺在磁性埃洛石上的吸附影响较大;十八烷胺在磁性埃洛石上的吸附符合二级动力学模型;热力学符合Langmuir等温线方程,并且高温利于十八烷胺的吸附.     

污泥基活性炭吸附空气中甲醛的研究

以城市污水处理厂脱水污泥为原料,氯化锌为活化剂制备污泥基活性炭,采用BET比表面积测试、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)等方法研究其理化性能,利用动态吸附实验系统和蒸馏装置,将污泥基活性炭与选定的商业活性炭进行了甲醛吸附性能对比,并利用热重分析法研究了甲醛在各活性炭上的脱附情况.结果表明,污泥基活性炭对空气中浓度分别为498,0.41mg/m3的甲醛均有很好的吸附效果,吸附量分别可达74.27,7.62mg/g,最大去除率分别为83.72%和89.56%,其吸附性能与选定的商业活性炭相当,特别是在处理浓度为0.41mg/m3甲醛时超过选定的商业活性炭.该污泥基活性炭BET比表面积为509.88m2/g,氮吸附等温线属于BDDT分类中的I-B型,表明其具有大量的超微孔和极微孔,更适用于低浓度甲醛的吸附.FTIR分析表明其表面含有各种含氮基团,特别是-NH2的存在,可能形成化学吸附中心,但从吸附甲醛后各活性炭的微商热重分析(DTG)曲线可以看出,各甲醛在活性炭上的吸附主要为物理吸附.     

Zr\TiO2纳米管的制备及其光催化活性的初步研究

采用水热合成法以锐钛型Zr/TiO2纳米粒子为原料制备了掺杂锆二氧化钛纳米管,用TEM、EDS、BET对其进行了表征.结果表明,采用水热合成法制备的纳米管,其形貌均一,多层管壁.比表面积达到了291 m2·g-1,远远大于Zr/TiO2纳米颗粒的比表面积(76 m2·g-1).以罗丹明B为目标降解物的光催化实验表明,与Zr/TiO2纳米颗粒相比,Zr/TiO2纳米管的光催化活性有了显著的提高.     

基于氨基酸的甲醛吸收净化研究进展

甲醛是室内环境中典型的气态污染物之一,具有致畸性和致癌性.我国室内甲醛污染形势严峻,相关居民健康事件频发,去除室内甲醛对改善室内空气质量,降低人类健康风险十分必要.基于氨基酸吸收的甲醛净化技术以其绿色高效的除醛效率成为最有应用前景的甲醛净化技术,是当前研究的热点.本文总结了近年来基于氨基酸除醛的研究进展,包括:(1)简要讨论了氨基酸吸收净化甲醛的机理;(2)详细综述了氨基酸除醛的研究进展,梳理了优化氨基酸除醛效率的三大策略:胺基官能团衍生化以改善反应活性位点,与高比表矿物材料或多孔材料结合以增加反应吸附位点以及与催化材料复合以强化分子俘获等动力学过程;(3)阐述了氨基酸除醛技术在空气净化方面的应用,并指出了氨基酸除醛技术的发展前景.     

还原氧化石墨烯支撑纳米零价铁对含Sb(Ⅲ)废水的处理

针对含重金属Sb(III)废水处理问题,采用液相还原法制备出高效的还原氧化石墨烯负载纳米零价铁(nZVI/rGO)复合吸附材料,并采用多种技术手段对所制备的nZVI/rGO复合材料进行表征.同时,复合材料中nZVI的负载量、吸附剂投加量、初始pH值以及反应温度等因素对废水中Sb(Ⅲ)吸附去除效果的影响被全面考察,并进一步对吸附过程进行吸附等温线和吸附动力学拟合.结果表明,在25℃,pH为3.0时,当nZVI负载量为70wt%,nZVI/rGO投加量为0.5g/L时,Sb(Ⅲ)的去除率最高,140min内可达99.7%.该吸附过程符合准二级动力学模型与Langmuir等温吸附模型,因此nZVI/rGO被证实是一种高效的Sb(III)吸附材料.     

氯化十六烷基吡啶改性活性炭对水中硝酸盐的吸附作用

采用阳离子表面活性剂氯化十六烷基吡啶(CPC)对活性炭进行了改性,并通过实验考察了CPC改性活性炭对水中硝酸盐的吸附作用.结果表明,CPC改性活性炭对水中的硝酸盐具备较好的吸附能力.CPC改性活性炭对水中硝酸盐的吸附能力明显高于未改性的活性炭.CPC改性活性炭对水中硝酸盐的吸附能力随着CPC负载量的增加而增加.CPC改性活性炭对水中硝酸盐的吸附动力学满足准二级动力学模型.CPC改性活性炭对水中硝酸盐的吸附平衡数据可以较好地采用Langmuir等温吸附模型加以描述.根据Langmuir等温吸附方程,CPC负载量(以活性炭计)为444 mmol·kg-1的改性活性炭对水中硝酸盐的最大单位吸附量为16.1 mg·g-1.CPC改性活性炭对水中硝酸盐的吸附能力随着pH的增加而降低.水中共存的氯离子、硫酸根离子和碳酸氢根离子会抑制CPC改性活性炭对水中硝酸盐的吸附.升高反应温度略微降低了CPC改性活性炭对水中硝酸盐的吸附能力.采用1 mol·L-1的NaCl溶液可以使95%左右吸附到CPC改性活性炭上的硝酸盐解吸下来.CPC改性活性炭吸附水中硝酸盐的主要机制是阴离子交换和静电吸引作用.上述实验结果说明,CPC改性活性炭适合作为一种吸附剂用于去除水中的硝酸盐.     

硝酸处理的碳纳米管吸附水溶液中汞离子的研究

碳纳米管是一种具有独特结构和优异性能的纳米材料。该文研究了硝酸处理的碳纳米管作为吸附剂吸附水溶液中的汞离子的吸附特性,考察了溶液pH值、吸附时间、溶液浓度以及吸附剂的量等因素对吸附行为的影响。实验结果表明:在pH值为2～5的范围内,碳纳米管对汞离子的吸附量随着pH值的增大而增大,并在pH为5时(对汞离子的吸附量)达到了最大值,在pH大于5时,pH值对吸附效果影响不大。碳纳米管吸附汞离子的量随着吸附时间的增加而增大,且在60min内达到了吸附平衡,当Hg2+浓度为20mg/L时吸附量为16.63mg/g。通过对Langmuir和Freundlich方程对吸附等温线的拟合比较,Langmuir方程更适合描述吸附特性。随着吸附剂量增加,吸附效率上升。研究结果表明,硝酸处理的碳纳米管是一种有效的水溶液中汞离子的吸附剂。     

氨基化碳纳米管/石墨烯气凝胶对甲醛吸附研究

针对目前室内空气污染物甲醛超标的现象,将新型碳纳米材料(石墨烯、碳纳米管)引入到气体污染物去除领域.利用石墨烯水溶液在一定条件下形成凝胶的特性,采用海绵作为骨架,构造石墨烯/碳纳米管/海绵三维气凝胶结构,并进一步采用氨基修饰提高该氨基化碳纳米管/石墨烯气凝胶(GCNTs/EDA-S)对室内空气污染物甲醛的吸附性能,研究石墨烯与碳纳米管(CNTs)对气态甲醛吸附作用机理.样品吸附实验结果对比分析表明,石墨烯和碳纳米管氨基官能团修饰后对气态甲醛均有良好的吸附性能,其中GCNTs/EDA-S在甲醛浓度为3.7ppm时,吸附实验的穿透时间可达到4024min/g,最大吸附容量为13.5mg/g.     

Novel Al-doped carbon nanotubes with adsorption and coagulation promotion for organic pollutant removal

Al-doped carbon nanotubes (Al-doped CNTs) were prepared as a multifunctional integrated material of adsorbent and coagulant aid for organic pollutant removal from aqueous solution. It was observed that aluminum species were dispersed homogeneously on the surface of CNTs, and mainly anchored onto defect structures of the CNTs. The introduction of aluminium efficiently improved adsorption ability for methyl orange (MO) onto the CNTs, and maximum adsorption capacity calculated from the Langmuir isotherm model can reach 69.7 mg/g. The MO adsorption kinetics can be better described by the pseudo-second-order and pore diffusion kinetic models, and the diffusion of MO anions into pores of the Al-doped CNT adsorbent should be the rate-determining step. Thermodynamic analyses indicated that the adsorption of MO onto Al-CNTs-2.0 was endothermic and spontaneous. Moreover, adsorption capacity for MO on the Al-doped CNTs was evidently dependent on the CNT dose, solution pH and adsorbent dose. From the perspective of low-cost and multifunctional, suspension obtained during the Al-doped CNT adsorbent preparation, was tested as coagulant to remove humic acid (HA). A significant observation is that the suspension exhibited an excellent coagulation performance for HA, because abundant aluminous polymer and Al-doped CNTs existed in the suspension.     

碳纳米管对阿特拉津的吸附/解吸特性

采用批量实验研究了不同溶液条件下阿特拉津(AT)在单壁碳纳米管(SWNT)和多壁碳纳米管(MWNT)上的吸附/解吸行为.实验结果显示,离子强度对AT在SWNT和MWNT上的吸附没有显著影响,但随着pH值的增大,AT在2种碳纳米材料上的吸附量显著增加;这表明,AT在溶液中的存在状态是吸附的主要影响因素.在本实验的研究条件下,AT从SWNT和MWNT上的解吸行为不存在明显的滞后效应.碳纳米管对AT较高的吸附容量和吸附的可逆性表明,碳纳米管的大规模应用将可能带来一定的环境和健康风险.     

Adsorptive removal of hydrophobic organic compounds by carbonaceous adsorbents: A comparative study of waste-polymer-based, coal-based activated carbon, and carbon nanotubes

Adsorption of the hydrophobic organic compounds (HOCs) trichloroethylene (TCE), 1,3-dichlorobenzene (DCB), 1,3-dinitrobenzene (DNB) and γ-hexachlorocyclohexane (HCH) on five different carbonaceous materials was compared. The adsorbents included three polymer-based activated carbons, one coal-based activated carbon (F400) and multiwalled carbon nanotubes (MWNT). The polymerbased activated carbons were prepared using KOH activation from waste polymers: polyvinyl chloride (PVC), polyethyleneterephthalate (PET) and tire rubber (TR). Compared with F400 and MWNT, activated carbons derived from PVC and PET exhibited fast adsorption kinetics and high adsorption capacity toward the HOCs, attributed to their extremely large hydrophobic surface area (2700 m²/g) and highly mesoporous structures. Adsorption of small-sized TCE was stronger on the tire-rubber-based carbon and F400 resulting from the pore-filling effect. In contrast, due to the molecular sieving effect, their adsorption on HCH was lower. MWNT exhibited the lowest adsorption capacity toward HOCs because of its low surface area and characteristic of aggregating in aqueous solution.     

大孔TiO2/SiO2光催化剂用于空气净化的性能研究

以新型SiO2为载体,通过钛酸丁酯溶液的浸渍、原位水解以及高温煅烧制备出新型的大尺寸大孔径的TiO2/SiO2光催化剂.利用该催化剂设计出空气净化器进行空气净化实验,通过实验发现:大孔催化剂对甲醛、氨、苯这样的小分子物质表现出异常的吸附性能,由此提高了净化速率和效果;大孔催化剂能有效杀灭流动空气中的细菌,其中大孔结构对...     

铁-铈水合氧化物吸附剂除磷的间歇试验研究

采用共沉淀法合成铁-铈水合氧化物脱磷吸附剂，进行其对水溶液中磷酸盐吸附的速率曲线、pH值影响曲线、吸附等温线等的测定。结果显示，该复合吸附剂在pH=2～6范围内均具有良好的吸附除磷效果，其最大静态吸附量是粉末活性氧化铝的1.8倍以上。对富磷吸附剂的解吸及再生试验显示，该吸附剂可循环使用，一次再生后吸附容量约为新鲜吸附剂容量的90％。     

磁性生物炭对水体中对硝基苯酚的吸附特性

为了制备同时具备磁分离和优良吸附性能的环境友好吸附材料,以棉花秸秆为生物质原料制备生物炭（CSBC）,采用共沉淀法制得磁性棉花秸秆生物炭（MCSBC）.通过元素分析、SEM、XRD、XPS、FTIR和VSM等对MCSBC进行表征,研究了CSBC和MCSBC对水中对硝基苯酚（PNP）的吸附特性.结果表明,溶液pH值对CSBC和MCSBC吸附PNP的影响较大,在酸性条件下的吸附量更大.CSBC和MCSBC对PNP的吸附动力学过程可被准二级动力学模型很好地描述,吸附过程包括液膜扩散和颗粒内扩散两个阶段.Langmuir、Freundlich和Sips模型都可以很好地描述PNP在CSBC和MCSBC上的吸附行为,最大吸附量分别为44.54和48.94mg/g,MCSBC相较于CSBC对PNP的吸附具有更好的效果.热力学研究结果表明,CSBC和MCSBC对PNP的吸附过程为熵增加的自发吸热过程.再生试验结果表明,经6次吸附-解吸循环后,MCSBC对PNP的吸附容量仍能达到初始吸附量的82%.     

纤维素-铝-硅复合物的制备及对重金属离子的吸附

以微晶纤维素为基质 ,制备了带有 NH2 基团的纤维素 -铝 -硅复合物 ,测定了该复合物对水溶液中 Hg2 + 、Cu2 + 的吸附性能。讨论了溶液温度、p H值、金属离子浓度及时间对吸附性能的影响 ,结果表明它对Hg2 +和 Cu2 +具有较高的吸附容量和较快的吸附速度。