结构可控磁性Co_xCu_(1-x)Fe_2O_4对水中五氯苯酚的吸附研究

该文采用溶剂热法合成了不同微结构特性的磁性Co_xCu_(1-x)Fe_2O_4纳米吸附剂,通过透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)、BET比表面积仪、磁强计等手段研究了材料的特性,并将此应用于水中五氯苯酚的吸附。结果表明,Co_xCu_(1-x)Fe_2O_4具有良好的吸附能力和磁性能。最合适的调控制备条件是Co含量(x)为0.5,处理温度为200℃。吸附剂对五氯苯酚的吸附符合Langergren一级动力学模型,平衡吸附量为21.55 mg/g;吸附等温线符合Freundlich模型。此外,Co_xCu_(1-x)Fe_2O_4具有良好磁性,容易回收,经O_3再生处理,可重复使用。     

糠醛渣对苯酚吸附性能研究

文章研究了糠醛渣对苯酚的吸附性能。采用低温N2吸附-脱附和傅里叶红外光谱对糠醛渣进行了表征,测得糠醛渣的平均孔径为14.5 nm,孔容为0.016 cm3/g,BET比表面积为5.3 cm2/g,并且官能团丰富。室温下,考察了吸附时间、溶液pH值、苯酚的初始浓度、糠醛渣的粒度对吸附苯酚的影响。结果表明,当糠醛渣粒度为20目、加入量为2.0 g,吸附时间25 min,pH值为3,苯酚的初始浓度为0.1 g/L时,对溶液中苯酚的吸附率为95.2%。糠醛渣丰富的孔结构和较大的比表面积使其作为吸附剂,实现了以废治废的目的。     

中间相炭微球/碳纳米管复合吸附材料的制备及性能研究

采用原位热缩聚合成了含有碳纳米管的中间相炭微球,以KOH为活化剂,调整碱炭比和活化时间,制备了中间相炭微球/碳纳米管复合吸附材料,并通过甲基橙吸附试验和孔隙比表面积测试研究了复合材料的吸附性能,分析了碳纳米管对中间相炭微球吸附性能的影响。结果表明:复合吸附材料对甲基橙具有较好的吸附能力;添加一定比例的碳纳米管能够提高活性中间相炭微球的比表面积和吸附能力,当添加碳纳米管含量为10%时,其比表面积比纯中间相炭微球提高了14.7%,对甲基橙的吸附率超过了99.9%;吸附-脱附等温曲线表明复合吸附材料的等温线属于I型吸附等温线,该复合材料主要以微孔为主,并存在少量中孔。     

碳纳米管对水中4-氯酚和2,4-二氯酚的吸附性能研究

碳纳米管是一种具有独特结构和优异性能的新型纳米材料。文章利用碳纳米管对水溶液中的4-氯酚和2,4-二氯酚进行了吸附研究,考察了吸附时间、pH值、温度等对吸附效果的影响,并采用Langmuir和Freundlich方程进行拟合,探讨了其可能的吸附机理。研究结果表明,碳纳米管对4-氯酚和2,4-二氯酚的最佳吸附酸度在pH=2～6。碳纳米管对2,4-二氯酚吸附量大于对4-氯酚的吸附量,二者动力学特征均符合准二级动力学方程。研究了4-氯酚和2,4-二氯酚在碳纳米管上的吸附等温线。研究结果表明:4-氯酚和2,4-二氯酚在碳纳米管上的吸附量随着温度的升高而下降。吸附过程是一个放热的过程,Langmuir和Freundlich等温吸附方程均能较好地拟合吸附等温线。碳纳米管能较好地用于除去水溶液中的4-氯酚和2,4-二氯酚。     

新型电化学体系对4-氯苯酚的降解

实验构建了4 种电化学反应体系,考察了各体系降解4-氯苯酚的效果.结果表明,以Sb-SnO2/Ti 和Fe 板为双阳极、多壁碳纳米管气体电极为阴极构建的新型电催化-电Fenton-电絮凝复合反应体系中,4-氯苯酚的去除率最高.通过正交实验确定了该体系各主要参数对4- 氯苯酚去除率的影响程度由大到小依次为初始浓度>曝气量>pH 值>电流密度.在阳极电流密度为20mA/cm²、曝气量为1.3L/min、pH值为3 的条件下,初始浓度100mg/L 的4-氯苯酚在电解10min 时的去除率为96%.     

碳纳米管负载TiO_2及去除复合重金属废水性能研究

以酸氧化的碳纳米管为载体,通过水热方法合成碳纳米管负载纳米二氧化钛复合物。纳米复合物采用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、和比表面积(BET)测定。结果显示,负载在碳纳米管上二氧化钛为锐钛矿型,颗粒粒径在30~60 nm之间。合成样品比表面积为139.5 m~2/g。采用模拟的铅废水以及铅与丁基黄药复合废水为处理对象,对其吸附性能进行研究。当起始铅浓度为50 mg/L,溶液的pH值为5.5,吸附剂投加量为0.5 g/L,吸附时间为30 min的条件下,铅的去除效率为92.2%,饱和吸附量为92.2 mg/g。当起始铅和丁基黄药的浓度分别为50 mg/L和10 mg/L,溶液的pH值为5.5,铅和丁基黄药的去除效率分别为93.2%和99.3%。饱和吸附量为113.0mg/g。     

Fenton改性多壁碳纳米管对亚甲基蓝的吸附性能研究

通过催化裂解法制备多壁碳纳米管,利用Fenton试剂对多壁碳纳米管改性,研究了Fenton改性对多壁碳纳米管表面物理化学特性的影响和对亚甲基蓝的吸附特性.投射电镜(TEM)、比表面积(BET)分析表明,Fenton改性多壁碳纳米管纯度高,孔隙均匀,外径为30nm左右,比表面积为120m2/g;且表面引入了大量含氧基团,等电点为1.8.未改性和Fenton改性多壁碳纳米管对亚甲基蓝的吸附动力学均符合Langergren模型,其平衡吸附量分别为24.5,36.4mg/g;吸附等温线均符合Freundlich模型,未改性和Fenton改性多壁碳纳米管的kF分别为7.92和25.37;温度和pH值升高均有利于Fenton改性多壁碳纳米管对亚甲基蓝的吸附.     

钛酸四丁酯水解制备TiO2光催化氧化五氯苯酚钠

为制备高效、实用的TiO2半导体光催化剂,通过光催化氧化五氯苯酚钠实验,结合对催化剂晶型结构、比表面积的表征分析,研究了钛酸四丁酯水解制备TiO2粉末的两大影响因素R值(R是水和钛酸四丁酯的摩尔比)和烧结温度.实验结果表明,当R=100、温度为650℃烧结1h,钛酸四丁酯水解所制备的TiO2粉末光催化活性和使用寿命均比较理想.用R100-650型催化剂做光催化实验,当反应液初始五氯苯酚钠(PCP-Na)浓度为100 mg/L、pH值为6.5,TiO2投加量为2 g/L,光照强度为30W/m2时,五氯苯酚钠2 h光催化氧化率达95.5%.     

不同改性活性炭吸附苯酚和亚甲基蓝的实验研究

选用木质、果壳、椰壳和煤质4种不同材质的活性炭,经过HNO_3酸化和Na OH碱化,选出对苯酚和亚甲蓝吸附效果最好的活性炭,并进行最佳投加量,最佳pH值和最佳吸附时间的研究。结果表明:碱化木质炭比表面积大、孔隙发达,吸附效果最好。对于初始浓度为1 g/L的苯酚和亚甲基蓝溶液,最佳投加量分别为1.5 g和0.5 g。当pH10时,碱化木质炭对苯酚有较高的去除率,pH值对亚甲基蓝影响不大,在强酸,中性及碱性溶液中吸附效果更佳。碱化木质炭对苯酚的吸附速度高,在极短时间内去除率高达到88%。当亚甲基蓝的吸附时间在20 min之后,碱化木质炭对亚甲基蓝的吸附趋于平衡,去除率达90%。     

高效负载型光催化剂制备及其加铂修饰技术

通过光催化氧化五氯苯酚钠实验,结合对催化剂晶型结构、比表面积的表征分析,优化钛酸四丁酯水解制备TiO₂负载型催化剂并加铂修饰的制备条件:R值、烧结温度、粘合剂添加量、空心玻璃珠粒径大小及催化剂中铂含量,从而制备出高效、实用的负载加铂修饰型半导体光催化剂.实验结果表明,当R=10,温度为650℃烧结1h,TiO₂∶硅酸钠∶空心玻璃珠=10∶2.5∶20(W),铂在催化剂中的重量百分比为1.4%～1.6%,空心玻璃珠的粒径为0.5mm时,所制备的加铂修饰负载型催化剂催化活性、使用寿命和牢固度均比较理想.用该催化剂做光催化实验,当反应液初始五氯苯酚钠浓度为100mg/L、pH值为6.5,催化剂投加量为2g/L,通氧气量为1.6mL/s,光照强度为30kW/m²时,五氯苯酚钠2 h光催化氧化率达92.0%.     

MWCNTs预涂覆及预吸附处理缓解低压膜腐殖酸污染的机制研究

以腐殖酸(Humic Acid,HA)为研究对象,采用多壁碳纳米管(Multiwalled Carbon Nanotubes,MWCNTs)对聚偏氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)平板超滤膜进行预涂覆改性处理,并与等量MWCNTs分散状态时吸附处理HA对膜污染的缓解效果进行了对比,考察了MWCNTs在处理HA过程中缓解膜污染的机制.同时,分析了MWCNTs投量和溶液离子变化对MWCNTs吸附及截留作用缓解膜污染的影响.结果表明,MWCNTs预涂覆与吸附相比,能够更有效地缓解膜污染,其中,分散剂为乙醇的MWCNTs预涂覆层对膜污染的缓解效果最好.增加MWCNTs投量不能无限地提高其对HA的吸附及截留效果;添加Na~+会造成MWCNTs对HA的吸附及截留效果变差;添加Ca~(2+)能够提高MWCNTs对HA的吸附及截留效果.膜表面污染照片及膜电镜观测结果表明,乙醇分散MWCNTs在超滤膜(UF)表面形成的预涂覆层呈均匀的层状结构,HA被拦截在MWCNTs层的多孔结构内,不易进入PVDF膜膜孔,反洗时易脱附,可逆性高;纯水分散MWCNTs在超滤膜表面形成的预涂覆层易于团聚,HA容易透过MWCNTs涂覆层进而堵塞PVDF膜膜孔,可逆性低;MWCNTs预吸附处理后形成MWCNTs和HA的包裹体,不经微滤膜滤除,会在PVDF膜表面产生复合污染.     

Adsorption of lead on multi-walled carbon nanotubes with different outer diameters and oxygen contents: Kinetics, isotherms and thermodynamics

The effects of different outer diameters and surface oxygen contents on the adsorption of heavy metals onto six types of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were investigated in an aqueous solution and lead was chosen as a model metal ion. The results indicated that the percentage removal and adsorption capacity of lead remarkably increased with decreasing outer diameter due to larger specific surface area (SSA). The SSA-normalized maximum adsorption capacity (qm /SSA) and SSA-normalized adsorption coefficient (Kd /SSA) were strongly positively correlated with surface oxygen content, implying that lead adsorption onto MWCNTs significantly increases with the rise of oxygen content and decreases with decreasing SSA. The calculated thermodynamic parameters indicated that adsorption of lead on MWCNTs was endothermic and spontaneous. When the oxygen content of MWCNTs increased from 2.0% to 5.9%, the standard free energy (△ G0 ) became more negative, which implied that the oxygenated functional groups increased the adsorption affinity of MWCNTs for lead. Through calculation of enthalpy (△ H0 ), G0 and free energy of adsorption (Ea ), lead adsorption onto MWCNTs was recognized as a chemisorption process. The chemical interaction between lead and the phenolic groups of MWCNTs could be one of the main adsorption mechanisms due to highly positive correlations between the phenolic groups and K d /SSA or q m /SSA.     

巯基硅烷改性多壁碳纳米管的合成及其对Cd2+的吸附性能研究

利用3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)作硅烷偶联剂对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行改性,制备巯基硅烷改性多壁碳纳米管(SHMWCNTs),并进行了SH-MWCNTs对Cd~(2+)的批量吸附实验.同时,利用扫描电镜(SEM)、X射线光子能量仪(EDS)、红外光谱(FT-IR)对SHMWCNTs进行表征,探究了溶液初始pH、吸附剂投加量、吸附时间、溶液初始Cd~(2+)浓度等因素对吸附效果的影响,分析了吸附动力学特征及吸附等温线特征,初步探讨了吸附机理.SEM、EDS与FT-IR图谱显示,MPTMS已成功接枝到MWCNTs表面,表明SH-MWCNTs制备成功.吸附时间为90 min,pH为4时的吸附效果最佳,吸附量随SH-MWCNTs投加量、Cd~(2+)浓度的增加而增大.吸附动力学和吸附等温线研究表明,SHMWCNTs对Cd~(2+)的吸附动力学符合准二级线性方程,吸附等温线符合Freundlich、Langmuir 2种模型,吸附以单分子层吸附为主,也存在层间扩散的多层吸附.     

高比表面植物基活性炭吸附水中对硝基苯胺的性能及影响因素

以互花米草与棉秆为原料,以KOH为活化剂,制备了2种低成本高比表面微孔植物基活性炭SA-AC和CS-AC,通过静态实验研究了其对水溶液中对硝基苯胺的吸附特性,测定了溶液pH值、吸附剂剂量、溶液温度对吸附的影响,并探讨了等温吸附行为及其热力学性质.结果表明,在KOH与炭化料的质量比(剂料质量比)为3∶1、活化温度为800℃、活化时间为1.5 h条件下,活化制备的互花米草活性炭SA-AC和棉秆活性炭CS-AC的比表面积分别为2 825 m2.g-1和2 135 m2.g-1,微孔容积分别为1.192 cm3.g-1和1.011 cm3.g-1,对水溶液中对硝基苯胺的Langmuir最大吸附量分别为719和716 mg.g-1,远高于商业活性炭ST1300.溶液pH值和温度对吸附有较大影响,在低温及中性条件下有利于制备活性炭对水溶液中对硝基苯胺的吸附.Freundlich与Redlich-Peterson模型能很好地描述对硝基苯胺在2种活性炭上的吸附行为;热力学研究表明,吸附标准吉布斯自由能变ΔG0与标准焓变ΔH0均为负值,表明对硝基苯胺在这2种活性炭上的吸附属于自发的放热吸附过程;吸附标准熵变ΔS00,说明对硝基苯胺在活性炭表面上的迁移比在溶液中受到了更大的限制.     

Phosphine functionalised multiwalled carbon nanotubes: A new adsorbent for the removal of nickel from aqueous solution

Synthesised triphenylphosphine-linked multiwalled carbon nanotubes (Tpp-MWCNTs) were used to study the adsorption of nickel in aqueous solutions and their adsorption capabilities were compared with purified MWCNTs. The adsorption capacity increased with an increase in pH for all adsorbents. The adsorption equilibrium was reached in 40 and 30 min for purified MWCNTs and Tpp-MWCNTs, respectively. Both Freundlich and Langmuir isotherms used to investigate the adsorption process fitted the experimental data well with the correlation coefficient R² close to 1 for all adsorbents. On the other hand, the experimental data fitted well with a pseudo second-order model. The speciation of nickel also influenced the adsorption on the purified and Tpp-MWCNTs. The adsorbents used in this study showed superior adsorption capacity when compared to other adsorbents reported in the literature.     

生物炭对水中五氯酚的吸附性能研究

利用小麦秸秆和花生壳在300,400,600℃条件下制备生物炭,运用元素分析仪、扫描电镜和比表面积仪对生物炭的理化性质进行表征,同时探讨其对水中五氯酚(PCP)的吸附特性.结果表明,随炭化温度升高,生物炭芳香性增加,极性降低.花生壳生物炭对水中PCP的吸附效果优于小麦秸秆生物炭,3种温度制备的生物炭对PCP吸附量表现为400℃>600℃>300℃.随着生物炭添加量增大,水中PCP去除能力由81.79%提高至89.02%,生物炭的吸附量由30.32减小至5.54mg/g.生物炭对PCP的吸附动力学更符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Freundlich方程.吸附过程主要受快速反应控制,降低反应温度有利于生物炭对水中PCP的吸附.     

活性碳纤维对水中五氯酚的吸附性能研究

文章研究了活性碳纤维(ACFs)对水中五氯酚(PCP)的吸附行为、吸附条件及再生性能。结果表明,PCP在ACFs上的吸附容量较大,Langmuir及Freundlich等温线都能较好地反映其吸附行为;ACFs对水中分子和离子状态的PCP均可吸附,在最佳的静态吸附和动态吸附条件下,PCP去除率分别可以达到97%和99.8%;用0.01mol/L NaOH溶液进行再生,吸附量基本不变,五氯酚回收率可达90%以上。     

活性炭孔结构和表面化学性质对吸附硝基苯的影响

通过对活性炭HNO3氧化及随后的N2:气氛中热处理,研究了活性炭性质对其吸附硝基苯性能的影响.以低温液氮(N2/77K)吸附测定活性炭的比表面积和孔容、孔径分布,以SEM观测活性炭表面形貌,以Boehm滴定、FTIR、零电荷点pHpzc测定及元素分析定量表征活性炭表面含氧官能团变化.结果表明, HNO3氧化可以显著改变活性炭表面化学性质,增加活性炭表面酸性含氧官能团数量,对活性炭孔隙结构影响不大.随后N2:气氛中热处理可以造成活性炭表面酸性含氧官能团分解,外表面积增大,微孔烧蚀为中孔.硝基苯在活性炭上的吸附基本符合Langmuir方程,改性后活性炭对硝基苯的吸附容量明显改变, ACNO-T、ACraw、ACNO吸附容量分别为1011.31、483.09、321.54 mg·g-1.较大的外表面积、适宜数量的中孔以及较少的酸性含氧官能团是ACNO-T对硝基苯表现出较高吸附容量的主要原因.     

Synergistic removal of aniline by carbon nanotubes and the enzymes of Delftia sp. XYJ6

Synergistic removal of aniline by carbon nanotubes and the enzymes of Delftia sp. XYJ6, a newly isolated bacterial strain for biodegrading aniline, was investigated. It showed that biodegradation rate of aniline was increased with the augment of protein concentration in cell-free extract of Delftia sp. XYJ6. The adsorption amount of aniline by multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) was slightly higher than that by single-walled carbon nanotubes (SWCNTs), however the adsorption amount of protein of Delftia sp. XYJ6 by MWCNTs was lower than that by SWCNTs. Much more amount of aniline could be removed by CE of Delftia sp. XYJ6 in the presence of SWCNTs than MWCNTs, which indicated that an efficient reaction between aniline and enzymes of Delftia sp. XYJ6 on the surface of SWCNTs played a key role in the rapid enzymatic biodegradation of aniline. This study is not previously reported and may be useful in basic research and the removal of aniline from wastewater.