新型材料淀粉微球对Cu2＋、Cr3＋和Pb2＋的吸附机理研究

以可溶性淀粉为原料,在反相悬浮体系中合成N,N′-亚甲基双丙烯酰胺交联淀粉微球为载体,研究了新型吸附材料淀粉微球（cross-linked starch microsphere,CSMs）对Mn＋（Cu2＋、Cr3＋、Pb2＋）的静态吸附行为。利用扫描电镜、X射线衍射仪和红外光谱仪对微球及其吸附产物进行表征,分析讨论了3种金属原子结构,研究了吸附机理。结果表明：308K时,Cu2＋、Pb2＋和Cr3＋的饱和吸附量分别是2.43、0.30和0.27 mmol/g,CSMs对Cu2＋离子吸附能力最强,并且其通过物理吸附、配位吸附方式吸附Mn＋,并得出引起微球吸附能力大小可能与金属离子电荷、离子半径和外层电子排布的差异因素有关。     

新型材料淀粉微球对Cu~(2+)、Cr~(3+)和Pb~(2+)的吸附机理研究

以可溶性淀粉为原料,在反相悬浮体系中合成N,N′-亚甲基双丙烯酰胺交联淀粉微球为载体,研究了新型吸附材料淀粉微球(cross-linked starch microsphere,CSMs)对Mn+(Cu2+、Cr3+、Pb2+)的静态吸附行为。利用扫描电镜、X射线衍射仪和红外光谱仪对微球及其吸附产物进行表征,分析讨论了3种金属原子结构,研究了吸附机理。结果表明:308K时,Cu2+、Pb2+和Cr3+的饱和吸附量分别是2.43、0.30和0.27 mmol/g,CSMs对Cu2+离子吸附能力最强,并且其通过物理吸附、配位吸附方式吸附Mn+,并得出引起微球吸附能力大小可能与金属离子电荷、离子半径和外层电子排布的差异因素有关。     

聚醚砜/改性凹凸棒杂化微球对双酚A的吸附性能

以酸热、有机改性凹凸棒和聚醚砜为原料,利用液-液分离技术制备了聚醚砜/改性凹凸棒毫米级杂化微球。利用扫描电镜和比表面仪分析所制杂化微球表观特征。实验探讨了改性凹凸棒掺杂比和溶液pH对杂化微球吸附双酚A效果的影响,并深入研究了吸附动力学和热力学原理。实验结果表明:杂化微球对双酚A的吸附性能受pH影响较小;相比纯聚醚砜微球,掺杂后的杂化微球对双酚A吸附量从1.97μmol·g~(-1)提升到11.80μmol·g~(-1);吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型。根据Langmuir模型计算可知,25℃时杂化微球最大吸附量为116.28μmol·g~(-1)。5次乙醇再生后,杂化微球对双酚A的去除依然保持在95%以上。杂化微球作为吸附剂在水处理中具有潜在应用价值。     

高分子空心微球的合成及其对废水镉微污染物的吸附性能

为考察高分子纳米微球对微污染物镉的吸附性能,以高分子空心微球为吸附剂,以废水镉微污染物为吸附对象,探讨高分子空心微球的重金属吸附性能,重点考察水热时间和水热温度对高分子微球表面基团的影响。结果表明:水热温度升高,高分子微球出现粘连;当水热温度为180℃,水热时间为4 h时,镉微污染物去除率最佳。强酸性条件有利于高分子微球吸附镉微污染物,当pH4时,镉微污染物去除率超过95%;而中碱性条件的去除率不超过70%。高分子空心微球镉离子吸附过程不属于放热过程,最大吸附量超过75 mg·g~(-1)。经盐酸再生利用时,高分子空心微球的镉吸附率没有出现下降,超过95%以上。高分子微球对微污染物镉具有良好的吸附性能。     

空心壳聚糖微球对二甲酚橙的吸附性能研究

以生物可降解的壳聚糖为原料,采用反相悬浮交联法制备了具有空壳结构的壳聚糖微球,通过控制反应条件得到单分散性的微米级微球.通过分光光度法探讨了溶液初始pH、吸附时间、二甲酚橙初始浓度、壳聚糖微球用量及其直径对壳聚糖微球吸附二甲酚橙的影响.结果表明,常温下壳聚糖微球对二甲酚橙的最佳吸附条件为:溶液初始pH为5,吸附时间为2.0 h,二甲酚橙初始质量浓度为32 mg/L,壳聚糖微球用量为0.3 g/L(以每升二甲酚橙溶液计),壳聚糖微球直径为74 靘;在此最佳吸附条件下,采用分光光度法对二甲酚橙模拟废水进行测定,相应的回收率误差均在-1%～1%.     

纳米TiO2花式分层微球的合成及其对Pb(Ⅱ)的吸附性能

利用仿生合成的方法,以甘氨酸为模板剂、钛酸正四丁酯作钛源,水热合成一种新型纳米TiO₂花式微球,并对其进行了表征。通过考察pH值、温度和Pb(Ⅱ)溶液的初始浓度对吸附效果的影响,研究了TiO₂花式微球对水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附性能及其吸附动力学特性。结果表明,纳米TiO₂花式微球直径约2 μm,平均孔径约56 nm,比表面积约是270.3 m²/g;当pH值为4.0时TiO₂花式微球对溶液中Pb(Ⅱ)吸附率达到最高,210 min时基本达到吸附平衡,20、30和40℃的最大吸附量分别为75.64、76.34 和77.52 mg/g。吸附过程遵循准二级速率方程,与Langmuir等温式拟合更好。     

聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)复合磁性微球的吸附性能

以共沉淀法制备纳米Fe3O4,通过分散聚合法制备了磁性聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)(Fe3O4@P(St-MMA))微球,采用光学显微镜、红外光谱、样品磁力振荡计和X射线衍射(XRD)对磁性微球进行了表征。考察了复合磁性微球在不同的p H、离子强度和吸附时间等条件下对其吸附性能的影响,运用吸附动力学和吸附等温线研究了磁性微球对亚甲基蓝的表面吸附机理。结果表明,制备的磁性微球粒径在100~200μm之间,表面含有羧基,饱和磁化强度为9.44 emu/g,在外加磁场的作用下能够快速分离出来。亚甲基蓝的吸附符合准二级动力学模型,在100 min内基本达到吸附平衡;25℃下,最大吸附量高达144.9 mg/g,且吸附随着p H值的升高而增加,当p H7时,吸附量基本不变;随着离子强度增加,吸附量逐渐下降;Langmuir等温线能比较好地拟合磁性微球对溶液中亚甲基蓝的吸附。     

羟基氧化铝吸附去除六价铬

以水合氧化铝和氢氧化铝聚团微球作为前躯体制备羟基氧化铝,并研究自制羟基氧化铝对水中六价铬的吸附性能。实验考察了吸附过程中溶液pH、羟基氧化铝投加量、吸附时间、温度以及离子强度对吸附效果的影响。研究结果表明,在pH=7,温度25℃,吸附剂剂量为2 g/L、初始浓度为10 mg/L的六价铬最大去除率为97.6%,吸附平衡时间为60min。同时羟基氧化铝吸附六价铬的吸附符合Freundlich和Temkin吸附模型,吸附动力学适合伪二级动力学模型。     

改性花生壳对苯酚的吸附

以花生壳为原料,使用环氧氯丙烷、二甲胺及吡啶,以N,N-二甲基甲酰胺为反应介质改性花生壳。结果表明:改性花生壳对苯酚的去除效果优于未改性花生壳。在实验条件下,吸附剂的吸附量在溶液pH为9,吸附时间为120 min时达到最大;溶液离子强度对吸附的影响较大。分析了该反应体系的动力学和热力学参数,改性花生壳吸附苯酚过程拟用准二级动力学模型处理,计算得出平衡吸附量与实验值相符。改性花生壳对苯酚的吸附符合Langmuir和Freundlich等温模式,R2均大于0.98,Qmax在84.49～108.76 mg/g之间,Freundlich模式的吸附强度n值在1.211～1.262之间,热力学参数△G、△H、△S表明改性花生壳对苯酚的吸附过程是自发、吸热过程。     

累托石/腐殖酸微球的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附研究

采用累托石（REC）、腐殖酸（HA）等材料制备微球状吸附剂，考察了累托石、腐殖酸、聚乙烯醇（PVA）、海藻酸钠（SA）、氯化钙等材料的用量对制得的微球吸附性能的影响，通过正交试验确定了微球的最佳制备条件，还考察了微球用量、振荡时间和溶液pH值等因素对微球吸附去除水中Cr(VI)效果的影响。结果表明，采用累托石、腐殖酸、聚乙烯醇等材料可制得高效去除水中六价铬离子的微球状吸附剂，微球的最佳制备条件为：REC 1%，HA 4%，PVA 7%，SA 0.1%，CaCl₂ 0.5%。制得的累托石/腐殖酸微球孔系发达，吸附性能良好。在温度30℃，微球用量0.02 g/mL，振荡时间为2.5 h，pH值为1的条件下，微球对Cr(VI)的吸附效率可达98%以上。     

固定化改性蒙脱土对苯酚吸附性能的研究

利用十六烷基三甲基溴化铵对天然蒙脱土进行改性,并用聚乙烯醇对改性蒙脱土进行固定化处理,然后进行柱状吸附和振荡条件的吸附试验。研究结果表明,HDTMA改性蒙脱土固定化后能有效吸附苯酚,不同环境条件对苯酚的柱状吸附能力产生不同的影响。在pH4~8的范围内,固定化改性蒙脱土对苯酚的吸附效果无显著性差异,pH在10以上,其吸附能力明显下降;温度对吸附效果影响不大;进水苯酚浓度越高,改性蒙脱土对苯酚的吸附量越大,但出水苯酚浓度也高;苯酚的流速越小,吸附容量越高,吸附效果越好。     

NiO/AC催化臭氧氧化去除水中的苯酚

采用低温湿式浸渍法制备了负载氧化镍/活性炭(简称NiO/AC)催化剂。在不同pH、叔丁醇浓度等条件下,对NiO/AC与臭氧联合催化臭氧氧化苯酚的降解效果等进行了研究。用XRD、SEM及BET技术分析了活性炭与催化剂的组成、形貌及结构变化。结果表明,镍以棒状氧化镍的形式负载在活性炭表面,与AC相比,NiO/AC比表面积减少了47.9%。在O3/NiO/AC与苯酚的反应体系中,反应遵循羟基自由基(HO.)机理,苯酚的去除率比单独臭氧氧化提高了29%,且与溶液pH呈正相关。NiO/AC催化性能较稳定,镍离子最大析出浓度仅为7 mg/L,可重复使用。     

Utilization of Arachis hypogaea hull,an agricultural waste for the production of activated carbons to remove phenol from aqueous solutions

Arachis hypogaea hulls, an agricultural waste, were used to prepare activated carbon by chemical activation with zinc chloride under four different activation atmospheres. The most important parameter in chemical activation was found to be the chemical ratio (activating agent/precursor). Carbonization temperature and time are the other two important variables, which had significant effect on the pore structure of carbon. The maximum Brunquer-Emmett-Teller (BET) surface area and micropore volume of the activated carbon was found to be 418 m²/g and 0.28 cm³/g, respectively. The activated carbon developed shows substantial capability to adsorb phenol from aqueous solutions. The kinetic data were fitted to the models of intraparticle diffusion, pseudo-second-order, and Lagergren, and followed more closely the pseudo-second-order chemisorption model. The isotherm equilibrium data were well fitted by the Langmuir and Freundlich models. Solution pH has significant effect on adsorption and the maximum uptake of phenol was reported at pH 3.5.     

纳米有机膨润土对苯酚的吸附性能研究

通过对天然膨润土改性,制备纳米有机膨润土并用于吸附苯酚,探讨了吸附时间、溶液pH、纳米有机膨润土投加量等因素对苯酚吸附的影响。结果表明,吸附在5 min内快速达到平衡,溶液pH可以影响苯酚在溶液中的状态,是影响苯酚吸附性能的重要因素。纳米有机膨润土吸附苯酚的过程可用伪二级反应动力学方程来描述,伪二级吸附速率常数为1.3 g/(mg.min)。吸附等温线符合Langmuir等温方程,在25℃时,Langmuir理论最大吸附容量可达到536.32 mg/g,吸附热力学参数表明吸附过程是自发的、放热的物理吸附过程。     

季铵化木屑纤维素的制备及其对水中苯酚的吸附性能研究

以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)为醚化剂，对木屑纤维素进行了改性。探讨了改性木屑纤维素用量、pH值、吸附温度、吸附时间和苯酚初始浓度等因素对静态吸附效果的影响。结果表明，木屑纤维素经改性后，对水中的苯酚的吸附过程存在化学吸附，对水中的苯酚的吸附容量得到明显提高。     

Utilization of Arachis hypogaea hull, an agricultural waste for the production of activated carbons to remove phenol from aqueous solutions

Arachis hypogaea hulls, an agricultural waste, were used to prepare activated carbon by chemical activation with zinc chloride under four different activation atmospheres. The most important parameter in chemical activation was found to be the chemical ratio (activating agent/precursor). Carbonization temperature and time are the other two important variables, which had significant effect on the pore structure of carbon. The maximum Brunquer-Emmett-Teller (BET) surface area and micropore volume of the activated carbon was found to be 418 m(2)/g and 0.28 cm(3)/g, respectively. The activated carbon developed shows substantial capability to adsorb phenol from aqueous solutions. The kinetic data were fitted to the models of intraparticle diffusion, pseudo-second-order, and Lagergren, and followed more closely the pseudo-second-order chemisorption model. The isotherm equilibrium data were well fitted by the Langmuir and Freundlich models. Solution pH has significant effect on adsorption and the maximum uptake of phenol was reported at pH 3.5.     

盐酸和硝酸介质中己二胺接枝壳聚糖微球吸附Hg(Ⅱ)的行为

制备并表征了氯化和氨化壳聚糖微球,考察了己二胺接枝壳聚糖微球(HDA-CS)在盐酸和硝酸介质中吸附Hg(Ⅱ)的行为及影响因素。结果表明,盐酸介质中,pH 3.0时,HDA-CS对Hg(Ⅱ)有较高的初始吸附速率,最大吸附容量为128.6 mg/g;硝酸介质中,pH 3.5时,它对Hg(Ⅱ)的最大吸附容量为37.7 mg/g。前者是后者的3.4倍。以1.0 mol/L的H2SO4为解吸剂,HDA-CS复用3次无溶解和流失现象。HDA-CS对Hg(Ⅱ)的吸附主要是质子化氨基与汞配阴离子以静电引力实现的。     

SO2-4/TiO2光催化降解苯酚

以工业硫酸氧钛为原料水解制得SO42-/TiO2光催化剂,并以苯酚为目标降解物,考察了SO24-/TiO2的光催化性能。结果表明:随着SO42-/TiO2制备过程中焙烧温度的升高,其光催化活性逐渐增加,650℃焙烧获得的SO24-/TiO2的光催化活性最好,此后再升高温度会因催化剂中硫的挥发而下降;在确定苯酚原液初始浓度为50 mg/L条件下,SO42-/TiO2的光催化降解苯酚的最佳工艺条件为反应时间2 h、苯酚pH为7、催化剂用量1 g/L。XRD、SEM和FTIR的分析结果显示实验温度下制得的SO42-/TiO2均为锐钛型TiO2;其间掺杂的SO24-在TiO2表面分散性较好,没有聚集成大的颗粒;红外分析的结果初步判定低温(<550℃)焙烧制得的催化剂SO42-在TiO2表面是螯合双配位吸附,高温焙烧时(>550℃)SO42-在TiO2表面是桥式配位吸附。     

淀粉改性纳米四氧化三铁的制备及其除磷效能的研究

以可溶性淀粉为改性剂,采用氧化沉淀法分别制备了可溶性淀粉改性Fe3O4以及纯Fe3O4,并研究了2种Fe3 O4粒径、表面性质以及除磷效能的差异。实验结果表明,淀粉改性使得纳米Fe3 O4粒径减小,粒径由60 nm减小到10nm左右;红外和Zeta电位结果表明淀粉在Fe3 O4粒子表面是化学吸附;2种纳米Fe3 O4对...