质子化改性交联壳聚糖的制备及其吸附硫酸根离子的性能

以壳聚糖为原料，甲醛为氨基保护剂，戊二醛为交联剂，采用反相悬浮交联法制备交联壳聚糖，再对其进行质子化改性得到质子化改性交联壳聚糖吸附剂。通过正交实验对该吸附剂的制备条件进行优化，并对其吸附水中硫酸根（SO₄^2-）的吸附等温特性和动力学进行研究，最后对制备和吸附过程进行能谱分析（EDS）并对吸附剂进行了再生实验。实验结果表明，交联反应的优化条件为：反应温度50℃、反应时间6 h、甲醛：戊二醛：壳聚糖为4.5：0.5：3（质量比）；该吸附过程符合Langmuir吸附等温模型，在25℃（298 K）下，吸附容量最大可达133.87 mg/g；吸附过程较好地符合拟二级动力学模型；EDS分析表明了交联反应、质子化改性和吸附反应均已发生；该吸附剂的再生性能良好，可以重复使用。     

利用质子化的水杨醛接枝壳聚糖吸附水中硫酸根

以水杨醛（邻羟基苯甲醛）接枝壳聚糖为基础制备出质子化改性壳聚糖，研究其对硫酸根离子（SO24-）的吸附性能。通过静态吸附实验进行了吸附条件的优化以及吸附等温方程研究，用扫描电镜（SEM）和红外光谱（FTIR）对产物进行了表征，并对吸附机理进行了初步探讨。优化的吸附条件为：吸附时间为40min，SO24-溶液初始浓度500mg／L，pH值为5．0，反应温度为35℃；吸附等温方程研究表明，吸附过程符合Langmuir型，吸附容量为107．53mg／g。SEM和红外光谱分析表明：SO24- 主要是被吸附到壳聚糖的氨基上的。     

磁性壳聚糖改性硅藻土吸附去除水中的铅离子

采用壳聚糖与Fe_3O_4对硅藻土进行混合改性,制备出一种吸附效果好、且能从液相中磁分离的新型复合吸附剂。通过SEM、XRD、VSM和FTIR等手段对其进行表征,并探究溶液pH、吸附剂投加量以及吸附温度等条件对水溶液中Pb~(2+)吸附效果的影响。结果表明:壳聚糖和Fe_3O_4都能够负载到硅藻土上面。当溶液pH为5、吸附剂投加量为10 g·L~(-1)、初始浓度为10 mg·L~(-1)时,Pb~(2+)去除率可以达到96.4%。吸附过程较好地符合假二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型,热力学数据说明该吸附是吸热、自发的过程。     

载锆活性炭吸附水中对硝基苯酚和磷的研究

为了研究能有效同步去除水中有机、无机污染物的吸附剂,通过前驱体原位沉积法在活性炭表面负载锆氧化物制备得到复合吸附剂载锆活性炭,并对其去除水中对硝基苯酚(PNP)和磷的性能进行评价。结果表明:载锆活性炭对PNP和磷的吸附效果优于未改性活性炭;Langmuir吸附等温模型均能很好地描述载锆活性炭对两种污染物的吸附过程;载锆活性炭对PNP和磷的吸附过程分别符合准二级动力学模型和准一级动力学模型;离子强度对载锆活性炭的吸附磷能力影响不大,说明载锆活性炭对磷具有较好的吸附选择性。PNP和磷共存时,载锆活性炭依然有较好的吸附性能,表明该复合吸附剂可用于同步去除水中的有机、无机污染物。使用5%(质量分数)氯化钠溶液和5%(质量分数)氢氧化钠溶液可对吸附饱和的载锆活性炭进行再生,通过多次循环实验后脱附率较高且稳定,说明载锆活性炭具有良好的再生潜能。     

磁性壳聚糖/膨润土复合吸附剂吸附Cu~(2+)

以膨润土、壳聚糖、Fe_3O_4为原料,制备了在外加磁场作用下能实现快速固液分离的磁性壳聚糖/膨润土复合吸附剂。利用SEM、XRD、VSM、FTIR等分析手段对复合吸附剂的形貌及微观结构进行了表征。通过静态吸附实验研究了复合吸附剂对Cu~(2+)的吸附性能,探讨了溶液初始p H值、吸附剂投加量、吸附时间和吸附温度等对Cu~(2+)吸附效果的影响。结果表明,壳聚糖和Fe_3O_4均已负载到膨润土上。复合吸附剂吸附Cu~(2+)的效果随溶液p H值和吸附剂投加量的增加而增加,并最终趋于稳定;当吸附剂投加量为7.2 g/L、p H值为6、Cu~(2+)初始浓度为30 mg/L时,Cu~(2+)的去除率可达98.5%。吸附动力学和吸附等温线数据分别较好地符合准二级动力学模型和Langmiur吸附等温模型。热力学参数表明,吸附是自发、吸热的过程。     

酒糟生物炭负载铝对饮用水中氟的去除

以酒糟生物碳为原料,采用负载Al(OH)_3改性制得生物吸附剂(CDGB)。通过静态吸附实验研究吸附剂用量、初始浓度、吸附时间、pH值和共存离子对CDGB吸附氟能力的影响。结果表明:CDGB具有非常宽的最适pH值范围,在pH值为5.0~9.0范围内CDGB均能有效地去除饮用水中的氟离子;并且在氟初始浓度为10 mg·L~(-1),吸附时间40 min,CDGB的添加量为2 g·L~(-1)时氟的去除率可达90%以上,且吸附后水中氟离子含量低于1 mg·L~(-1),符合国家饮用水标准;溶液中常见的共存离子(硝酸根、氯离子和硫酸根)对吸附剂吸附没有显著影响;CDGB对氟离子吸附过程符合Langmuir吸附等温线模型和伪二级吸附动力学模型,理论饱和吸附容量为18.05 mg·g~(-1)。     

Zn/Al双金属氧化物对水中硫酸根离子的吸附性能

研究了用Zn/Al水滑石制得的Zn/Al双金属氧化物(Zn/Al-300)吸附剂对水中硫酸根离子的吸附,考查了吸附剂投加量、初始pH等因素对硫酸根离子吸附的影响。结果表明,Zn/Al-300对水中硫酸根离子的吸附符合Langmuir吸附等温方程,理论最大吸附量为62.5 mg/g。运用动力学方程进行拟合,吸附过程符合准二级动力学方程;溶液的pH影响吸附剂对硫酸根的吸附,在pH=5.5时硫酸根的去除率最大;X射线衍射结果显示,水滑石经过焙烧后丧失了原有的构形,并在吸附硫酸根离子后重新恢复水滑石的部分层状结构。吸附机制主要为Zn/Al-300从溶液中获取阴离子以重建水滑石的晶体结构,即"记忆效应"。对吸附后的双金属氧化循环应用4此后,吸附容量几乎不变,说明双金属氧化物具有可循环型。通过将Zn/Al-300与其他几种吸附剂的经济性分析,表明此吸附剂在使用过程中具有一定优势。     

Mg/Al/Fe型类水滑石焙烧产物吸附去除水中硫酸根离子

通过共沉淀法制备了Mg/AUFe型类水滑石(MgAlFe-HTLCs)并在500℃下焙烧得焙烧产物(HTLCs-500),利用HTLCs-500吸附去除水中的硫酸根离子,并用X射线衍射对MgAlFe-HTLCs及HTLCs-500吸附硫酸根离子前后的结构进行了表征,研究了环境中其他因素对HTLCs-500吸附硫酸根离子的影响.结果表明,实验数据对准二级动力学模型的拟合结果最好;吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,通过实验得到HTLCs-500对硫酸根离子的最大吸附量为157.73 mg/g,和Langmuir等温线得到的理论最大吸附量161.29 mg/g相差不大,对硫酸根离子具有良好的吸附性能;硫酸根溶液的初始pH值对HTLCs-500吸附硫酸根离子的性能影响不大,最佳pH值为3;X射线衍射结果表明,HTLCs-500吸附去除硫酸根离子的机理之一为HTLCs-500通过吸附硫酸根离子来恢复层状结构.     

交联壳聚糖珠吸附活性染料的动力学研究

利用交联剂环氧氯丙烷(ECH)对壳聚糖进行改性,制备了交联壳聚糖珠,对活性染料(活性艳蓝ST-RV)的脱色性能进行了研究。分别从起始染料浓度(100～200 g/cm3)、温度(30～50℃)以及pH(7～9)考察了对染料吸附的动力学影响。当起始染料浓度为200 g/cm3,温度30℃,pH=7时,交联壳聚糖珠对ST-RV的吸附量达到77.49 mg/g。用准一级和二级动力学模型描述了动力学数据并确定了速率常数,最后进行了交联壳聚糖珠的再生实验。结果表明,吸附数据符合二级动力学模型;当pH=10时,交联壳聚糖珠可少量解吸。     

锆、铁氧化物改性活性炭纤维的制备及其除磷性能

利用锆、铁氧化物对活性炭纤维进行改性,制备了一种新型高效除磷吸附剂——负载锆铁氧化物的活性炭纤维(ACF-ZrFe)。综合运用单因素实验与正交实验对吸附剂的制备条件进行优化,同时利用环境扫描电镜和傅里叶变换红外光谱分析对吸附剂表面性质及反应机理进行了探究。实验结果表明,ACF-ZrFe制备的最佳条件为:锆铁摩尔比7∶3,浸渍液中锆铁总浓度0.1mol/L,超声处理时间10min。当pH为4时,ACF-ZrFe对磷的吸附效果最显著。NO_3~-、SO_4~(2-)、F~-和Cl~-等共存阴离子对磷吸附有一定抑制作用,其作用强弱顺序为:F~-NO_3~-Cl~-SO_4~(2-)。Langmuir等温吸附模型很好地描述了ACF-ZrFe对水中磷的等温吸附行为,最大吸附量为27.03mg/g,吸附动力学满足准二级动力学模型,表明化学吸附是该反应的主要限速步骤。红外光谱分析及pH影响实验表明,ACF-ZrFe吸附磷的主要机理为阴离子配位体交换和静电吸附。     

改性膨胀石墨对含铅废水吸附特性

采用微波法在1 000 W下微波膨胀60 s制备了膨胀石墨,以乙醇为分散剂,采用超声沉淀法制备了纳米氢氧化镁,同时将纳米氢氧化镁负载到膨胀石墨孔隙中,制备出一种新型吸附剂,并采用静态吸附的方法研究了该吸附剂对铅离子的吸附效果,实验证明当改性膨胀石墨的用量为0.035 g,铅溶液的pH=4,铅溶液初始浓度为300 mg/L,吸附温度为25℃时,该吸附剂对铅离子的去除率能达到48%,吸附容量能达到105 mg/g左右。同时该吸附反应能够较好地符合Lang-muir吸附等温式以及二级动力学模型。     

聚乙烯亚胺/Fe_3O_4杂化磁性纳米吸附剂去除甲基橙

采用戊二醛共价交联法制备出了聚乙烯亚胺/Fe3O4杂化磁性纳米吸附剂(PEI-Fe3O4)。通过TEM、XRD、FTIR、VSM和TGA等手段表征了材料的结构和性质。以甲基橙(MO)为吸附质,系统考察了p H值、吸附时间和染料初始浓度等因素对吸附材料性能的影响。结果表明,MO在PEI-Fe3O4上的吸附具有强烈的p H依赖性,p H为3时吸附量最大;吸附平衡仅需20 min,吸附过程符合准二级动力学模型;等温吸附过程更符合Langmuir模型,MO的最大吸附量为242.4 mg/g。重复实验表明,吸附剂经过15次吸附/解吸附循环后仍可维持最初的吸附性能,显示出良好的机械和化学稳定性。因此,该杂化吸附剂在染料废水中MO的去除方面具有良好的应用前景。     

聚吡咯/壳聚糖复合电极对金属离子的吸附

系统研究了聚吡咯(PPy)和壳聚糖(CS)制备的复合电极对金属离子的吸附性能,并采用红外光谱对PPy/CS复合材料的结构和组成进行了表征。结果表明,聚吡咯与壳聚糖结合形成了性能优良的导电聚合物复合材料;PPy/CS复合电极的吸附量与电压和溶液初始浓度成正比;吸附4 h后,对Cu~(2+)的饱和吸附量为30.67 mg·g~(-1);电极具有良好的再生性和稳定性,再生率达到92.0%;复合电极对不同种类的金属离子都有较好的吸附效果,且吸附过程符合二级动力学模型。     

Zn / Al 双金属氧化物对水中硫酸根离子的吸附性能简

研究了用Zn/Al水滑石制得的Zn/Al双金属氧化物（Zn/Al-300）吸附剂对水中硫酸根离子的吸附，考查了吸附剂投加量、初始pH等因素对硫酸根离子吸附的影响。结果表明，Zn/Al-300对水中硫酸根离子的吸附符合Langmuir吸附等温方程，理论最大吸附量为62.5 mg/g。运用动力学方程进行拟合，吸附过程符合准二级动力学方程；溶液的pH影响吸附剂对硫酸根的吸附，在pH=5.5时硫酸根的去除率最大；X射线衍射结果显示，水滑石经过焙烧后丧失了原有的构形，并在吸附硫酸根离子后重新恢复水滑石的部分层状结构。吸附机制主要为Zn/Al-300从溶液中获取阴离子以重建水滑石的晶体结构，即“记忆效应”。对吸附后的双金属氧化循环应用4此后，吸附容量几乎不变，说明双金属氧化物具有可循环型。通过将Zn/Al-300与其他几种吸附剂的经济性分析，表明此吸附剂在使用过程中具有一定优势。     

Zr-Fe双组分复合除砷吸附剂的优化制备及性能评价

实验发现,铁氧化物或铁的羟基氧化物对As(V)有较好的吸附性能,而锆氧化物或锆水合氧化物则对As(Ⅲ)有优异的吸附选择性,但其使用的pH通常要在9的条件下。通过简单的共沉淀法制备了Zr-Fe双组分复合吸附剂,在制备过程中通过优化制备条件如:沉淀剂浓度、金属离子总浓度、金属离子配比、反应温度、反应时间及吸附剂价格等因素,最终合成出了对As(V)和As(Ⅲ)都具有良好吸附能力的吸附剂。这种吸附剂在中性条件下对As(V)和As(Ⅲ)的最大吸附量为62 mg/g和118 mg/g。     

制药工业发酵副产品磁性吸附剂吸附六价铬的研究

利用包埋法,以海藻酸钠和聚乙烯醇作为基质,制药工业发酵副产品主要为红色链霉菌菌体为吸附剂,与磁性纳米颗粒制备磁性吸附剂,对含Cr(Ⅵ)废水进行吸附研究。磁性吸附剂吸附饱和后,在外加磁场作用下迅速与液相分离。研究结果表明,在溶液pH为0~12,搅拌转速为0~200 r/min,温度变化范围在0~50℃的条件下,经过5个循环,吸附剂的形状,机械强度等性能均保持完好;优化的pH为2;最佳温度为25℃;吸附过程符合Langmuir吸附等温线模型;吸附动力学过程符合Lagergren模型;经5次吸附-解吸附循环实验,磁性吸附剂对六价铬的吸附和解吸附能力均保持良好。     

改性高炉渣对染料的吸附动力学及热力学研究

以高炉渣和壳聚糖为原料,制备了高温改性高炉渣-壳聚糖复合吸附剂(TBFSC)和盐酸改性高炉渣-壳聚糖复合吸附剂(ABFSC),考察了2种吸附剂对酸性蒽醌蓝和活性艳红K-2BP的吸附性能,研究了吸附过程的等温吸附特征、吸附动力学和热力学。结果表明,2种染料在TBFSC和ABFSC上的吸附更好地符合Langmuir等温方程,表观二级动力学模型能够很好地描述TBFSC和ABFSC的吸附动力学行为。对于染料在TBFSC上的吸附,粒子内扩散过程和液膜扩散过程是该吸附的速控步骤,而液膜扩散过程为ABFSC吸附染料的速控步骤。热力学参数表明,TBFSC和ABFSC对两种染料的吸附都是自发进行的物理吸附,吸附过程均无配位基交换、化学键等强的作用力。     

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。     

壳聚糖-沸石杂化膜的制备及其对甲基橙的吸附

采用物理共混法制备了壳聚糖-沸石杂化膜,用扫描电镜(SEM)和热重分析仪(TGA)对其进行表征,并系统地研究了壳聚糖-沸石杂化膜对甲基橙的吸附行为。结果表明,最佳质量配比为(沸石/壳聚糖)为1∶20;pH值对吸附的影响最为关键,在实验浓度的范围内对甲基橙溶液最大吸附量为974.05 mg/g。杂化膜对甲基橙的等温吸附行为符合Lang-muir模型,吸附动力学模式符合准二级动力学方程,考虑以化学吸附行为为主。杂化膜有良好的再生能力。     

锆负载型树脂用于含氟废水深度处理的研究

本文研制了一种以火力发电厂废树脂为载体的锆负载型氟离子吸附剂 ,并在评价了该树脂对氟离子的吸附性能之后探讨了该树脂用于火力发电厂含氟废水深度处理的可能性。研究结果表明 ,锆的最佳负载的最佳浓度为0 .5mol/L ,该负载树脂的最佳吸附pH为 3.0— 4 .0 ,用填充柱进行的动态实验结果表明 ,pH =3时的吸附容量显著高于 pH=4时的值。利用该树脂对火力发电厂模拟含氟废水进行了双柱串联吸附工艺处理 ,当柱流量为 35mL/min(SV10 )、第二柱穿透时 ,第一柱的吸附容量为 10 2 2 8mg/L湿树脂 ;用 0 .1mol/L的NaOH溶液进行再生 ,柱流量选择为 35mL/min(SV10 )时 ,脱附率在 95 %以上。