巯基改性玉米秸秆吸附Hg(Ⅱ)的热力学特征研究

采用化学反应的合成方法向玉米秸秆中引入巯基官能团,并进行电镜扫描、红外光谱和X射线电子能谱分析.在此基础上,以巯基改性玉米秸秆为吸附剂,通过批处理试验讨论了吸附时间、体系pH和温度等因素对水体中Hg(Ⅱ)吸附的影响.结果表明,采用该合成方法可以成功地向玉米秸秆中引入0.98%的巯基官能团,巯基改性玉米秸秆对水体Hg(Ⅱ)的吸附最佳pH为6,吸附能在120min内达到平衡,在285K时对Hg(Ⅱ)的最大吸附量可达80.04mg·g-1.吸附过程是自发的放热过程,可用Langmuir模型描述,其吸附机理可能为络合反应控制的化学吸附.研究表明,巯基改性玉米秸秆是一种对水体Hg(Ⅱ)具有良好吸附能力的生物吸附剂.     

巯基树脂的合成及对Hg2+的吸附特征

使用聚苯乙烯交联微球为前驱体,经一系列反应合成了一种苯环上含巯基的离子交换树脂(巯基树脂),研究了其对水中Hg2+的吸附特征. 巯基树脂的红外与元素分析结果表明,巯基官能团成功地嫁接到树脂表面,树脂中b(巯基)为2.89 mmol/g. pH对吸附的影响较大,当pH为1时,巯基树脂对Hg2+的吸附量很低,因此,可以用酸洗树脂使其再生. 当pH为2～7时,巯基树脂对Hg2+的吸附量相差不大. 巯基树脂对水中Hg2+的吸附等温线结果表明,温度的升高有利于吸附,吸附量高达14.500 mg/g,且符合Langmuir模型. Hg2+在巯基树脂上的吸附符合准二级动力学方程,对于初始ρ(Hg2+)为1 mg/L的溶液,吸附后最终ρ(Hg2+)可降到0.003 mg/L.      

制备条件对硅胶负载氧化锆吸附除氟的影响

应用浸渍法制备了硅胶负载氧化锆除氟吸附剂,研究了焙烧温度、硅胶粒度、浸渍时间、浸渍温度、浸渍液浓度、浸渍固液比和浸渍次数等制备参数对吸附剂吸附容量的影响.实验发现焙烧温度有较大影响,450℃焙烧有最大的吸附量,再升高温度吸附量迅速下降.浸渍可在2h内达到平衡.浸渍温度越高,浸渍液浓度越高,则吸附容量越大.采用较高浓度一次浸渍优于低浓度多次浸渍.硅胶粒度和浸渍固液比也影响吸附量,粒度越大吸附量越小,粒度小于0.25mm后吸附量趋于稳定.     

小麦秸秆对Cr(Ⅵ)的吸附特性及动力学、热力学分析

为实现农业废料资源化,解决含铬废水的污染问题,研究了小麦秸秆对Cr(Ⅵ)的吸附性能.试验考察了pH,小麦秸秆投加量,温度和初始ρ〔Cr(Ⅵ)〕对吸附活性的影响,进而确定了小麦秸秆去除Cr(Ⅵ)的最优条件.结果表明:当pH=1.0,温度为50 ℃,固液比为40 g/L时,小麦秸秆对Cr(Ⅵ)的吸附效果最佳.在pH=1.0,温度为30 ℃,固液比为4 g/L的条件下,初始ρ〔Cr(Ⅵ)〕分别为50,100和150 mg/L时,吸附6 h达到平衡,饱和吸附量分别为6.281,11.942 和13.981 mg/g.吸附动力学反应符合准二级动力学方程.吸附热力学反应符合Langmuir吸附等温方程.结合FTIR谱图和SEM结果,推断小麦秸秆对Cr(Ⅵ)的吸附过程以化学吸附为主.      

Co(Ⅱ)在磁性埃洛石上的吸附行为研究

采用化学共沉淀法成功制备了磁性埃洛石,运用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)等手段详细表征了改性前后埃洛石的结构和形态,并采用静态批量平衡法对Co(Ⅱ)在磁性埃洛石上的吸附行为和机理进行探究,考察了料液比、平衡时间、p H值和温度等因素对吸附的影响.实验结果表明:温度为50℃时,Co(Ⅱ)在磁性埃洛石上的最大吸附容量为17.5mg·g-1.p H7.5时,随着p H增加,吸附量增大;当p H=7.5时,吸附量达到最大;以后即使p H增大,吸附量也不会明显变化.动力学过程符合准二级动力学方程;热力学过程符合Langmuir吸附等温线;升高温度利于Co(Ⅱ)在磁性埃洛石上吸附.     

pH及表面活性剂对诺氟沙星在海洋沉积物上吸附行为的影响

采用批量平衡法系统考察了pH值和4种表面活性剂对诺氟沙星在海洋沉积物上吸附行为的影响.结果表明,不同pH值下,诺氟沙星在海洋沉积物上的吸附行为均可以较好地用Freundlich等温式拟合.Freundlich常数KF与诺氟沙星的平衡吸附量均随pH值的增大而减小,且在pH值为8.10时,出现最小值;研究发现,pH值为6.01时,诺氟沙星以阳离子交换为主要机制吸附在海洋沉积物上;pH值为8.10时,诺氟沙星在海洋沉积物中的吸附以范德华力、疏水作用、静电作用为主.加入表面活性剂后,其吸附行为能较好地用吸附二级动力学方程拟合.加入表面活性剂对诺氟沙星的平衡吸附量Qe有影响,饱和吸附量Qe由小到大依次为:Qe(Tween80)相似文献   

阳离子型可逆表面活性剂在膨润土上的吸附行为

研究可逆表面活性剂十一烷基二茂铁三甲基溴化铵(FTMA)在膨润土上的吸附机理,并与CTAB进行对比;同时考察土壤关键因子对FTMA吸附的影响.结果表明,FTMA与CTAB在膨润土上的吸附变化规律一致,饱和吸附量为66cmol/kg,约为膨润土1倍CEC,吸附机制主要为阳离子交换作用.不同温度下FTMA吸附等温线均可用Langmuir模型描述,吸附量随温度升高(298→318K),由280.6mg/g增大至350.8mg/g.吸附在8h达到平衡,吸附速率较CTAB慢,并符合准二级动力学方程,化学吸附是主要控制速率步骤.热力学参数计算得出,该吸附是自发吸热过程.随体系离子强度的增大,吸附量下降;共存阳离子对吸附有抑制作用,且影响程度大小为: Ca2+>K+>Na+; pH值对吸附影响较小;腐植酸(HA)的加入促进了FTMA的吸附.     

Fe@GOCS的制备及其对水中As(Ⅲ)的吸附

基于自组装原理混合了氧化石墨烯、壳聚糖和FeCl_3·6H_2O,并使用NaOH溶液固定,戊二醛-甲醇溶液交联后得到了不同载铁量的载铁氧化石墨烯壳聚糖(Fe@GOCS)球形材料,采用静态吸附实验研究其对水溶液中As(Ⅲ)的吸附去除及机制.结果表明,吸附剂负载的铁以α-FeO(OH)形态为主,对As(Ⅲ)的吸附容量随pH的降低呈上升趋势,实验最佳pH值为3.在温度298.15、 308.15和318.15 K且pH值为3条件下,As(Ⅲ)的吸附反应在45 h左右达到平衡,吸附剂最佳投加量为1.0 g·L~(-1),最大吸附容量可达289.4mg·g~(-1). 5次吸附-解吸附后,吸附容量未下降,反而呈上升趋势.热力学结果显示:ΔG~θ0、ΔS~θ0和ΔH~θ0,表明Fe@GOCS对As(Ⅲ)的吸附过程是吸热和熵增的自发反应,升温利于吸附;吸附过程符合伪二级动力学方程,Freundlich和Sips等温吸附模型能更好地描述对As(Ⅲ)的吸附行为.结合材料表征测试结果,认为离子交换和表面络合是Fe@GOCS去除As(Ⅲ)的主要机制.     

毒死蜱农药在中性紫色土腐殖酸上的吸附

通过平衡振荡法研究毒死蜱在中性紫色土腐殖酸(HA)上的吸附.结果表明,毒死蜱在腐殖酸上的吸附行为均可用Linear方程和Freundlich方程来描述,拟合效果均达到极显著水平.毒死蜱在腐殖酸上的吸附量随着环境温度的升高而降低,随着腐殖酸含量的增加而增大,溶液pH值对毒死蜱吸附的影响主要与氢键吸附有关;离子强度对毒死蜱的吸附影响很小.通过计算毒死蜱在HA上的吸附自由能变化量(△G的绝对值均<40kJ/mol),可以推测毒死蜱在HA上的吸附属于物理吸附,其吸附机理可能有氢键、疏水分配、偶极作用力和范德华力等作用,而不存在化学键作用.     

巯基化膨润土对As~(3+)的吸附解吸性能研究

水体及土壤砷污染已引起社会的广泛关注。本研究从7种改性膨润土中筛选出1种对As3+吸附能力较强的材料,即巯基化膨润土。其对As3+的吸附解吸研究显示,吸附在120min后达到平衡;在材料投加量达到0.1 g后,As3+的吸附率基本不变;巯基化膨润土对As3+的吸附受p H、温度及离子强度影响较小,其对As3+的解吸受pH及离子强度影响也较小,且解吸率均小于1%。巯基化材料对As3+的饱和吸附量达到了1.18 mg/g,比钙基膨润土提高了12倍以上;其比表面积比钙基膨润土提高了6倍以上。因此,巯基化膨润土是一种较理想的As 3+吸附材料。     

优化多孔蜂窝状硅镁胶的制备及其对弱酸性红的吸附性能

为了研究开发经济、高吸附量、可再生的吸附剂,以Na₂SiO₃、MgCl₂为原料,通过溶胶-凝胶法制备出一系列优化蜂窝状硅镁胶,并分析制备硅镁胶的最佳焙烧条件,采用热重分析(TG)、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射光谱(XRD)、比表面及孔隙度分析、电镜扫描(SEM)等手段对硅镁胶进行结构表征和性质测定,研究硅镁胶对印染废水中弱酸性红的吸附行为. 结果表明:经500 ℃焙烧4 h后镁硅配比〔n(Mg2+)∶n(SO2-₃)〕为3∶1的硅镁胶对弱酸性红具有最好的吸附效果,硅镁胶对弱酸性红的吸附符合Langmuir模型,吸附过程符合伪二级动力学模型,在吸附温度为25 ℃、投加量为0.5 g/L、ρ(弱酸性红)初始值为200 mg/L时,硅镁胶对弱酸性红的饱和吸附量可达到199.51 mg/g,脱除率达到99.34%;经过5次再生之后对弱酸性红依然具有较高的吸附量,可达到192.12 mg/g,脱除率为95.60%. 研究显示,以Na₂SiO₃、MgCl₂为原料制备的优化多孔蜂窝状硅镁胶对弱酸性红具备良好的吸附性能,并且具有较好的再生能力,是一种廉价高效的吸附材料.      

硅胶表面TEOS疏水化改性及吸附VOCs特性

以正硅酸乙酯（TEOS）为疏水改性剂,通过硅胶表面的羟基接枝反应,得到具备一定疏水性的改性硅胶;利用BET、FT-IR、XRD和TG-DTG等手段对改性硅胶的结构及稳定性进行了表征;在此基础上考察了改性硅胶对各类有机废气的吸附性能.结果表明,TEOS成功接枝在了硅胶表面,改性硅胶不仅具备一定的疏水性,而且机械强度增加到原来的66.85%,稳定性也都得到了提高; 550℃空气下焙烧后的改性硅胶仍具有疏水性且吸附容量是焙烧之前的2倍;在高湿度高浓度的废气治理中,TEOS改性硅胶表现出更高的吸附能力和优良的热再生性能.高浓度下改性硅胶的吸附容量是低浓度下的10倍且不受水汽的影响;改性硅胶循环10次的吸附/脱附几乎不变,且在一定条件下,15~30min就达到90%的脱附率.     

油气回收用疏水性硅胶的研制

为实现油气回收用疏水性硅胶的国产化应用,达到替代活性炭以解决其在使用中可能产生的安全隐患问题,实验室进行疏水性硅胶的合成.通过正交实验确定最优化的疏水硅胶制备工艺为:原料为A型硅胶,改性剂为DCDMS,改性剂与原料质量比为1∶20,反应温度30℃,反应时间为2h.在此工艺条件下得到样品的油气静态吸附量为3005g/kg,疏水性指数I为72.3％.     

多孔炭/硅胶复合吸附剂吸附除铬(Ⅵ)研究

用静态吸附法研究了吸附条件对多孔炭/硅胶复合吸附剂的吸附除铬(Ⅵ)性能的影响,这些条件包括接触时间、溶液pH值、吸附剂用量、初始溶液浓度和吸附温度等。结果表明多孔炭/硅胶是有效的吸附除铬(Ⅵ)材料,除铬(Ⅵ)过程强烈依赖于溶液pH值,优化的pH值为2.3,在此pH下有部分铬(Ⅵ)被还原。吸附剂用量、吸附温度、初始溶液浓度等也影响吸附过程。20h可以达到吸附平衡。吸附等温线可以用Langmuir方程描述。     

锌离子印迹聚合物的合成及固相萃取特性研究

为了达到对溶液中目标痕量金属离子的分离和分析,采用了硅胶表面金属离子印迹聚合技术,活化硅胶表面羟基后,在硅烷偶联剂(APS)存在条件下合成了Zn(Ⅱ)离子印迹聚合硅胶。对其进行表征和吸附、再生等性能及合成机理研究,并将所得Zn(Ⅱ)离子印迹聚合物填充于市售空白小柱制成Zn(Ⅱ)离子印迹聚合物固相萃取小柱,并对其固相萃取性能进行了初步研究表征结果表明,Zn(Ⅱ)成功印迹于活化硅胶表面。与非离子印迹硅胶相比,Zn(Ⅱ)离子印迹聚合硅胶具有更高的选择性,其最大静态吸附容量可达12.87 mg/g,并可反复利用10次以上保持吸附率不低于95%。所得Zn(Ⅱ)离子印迹聚合物固相萃取小柱在不同初始条件下对Hg的相对选择因子可达15.5和13.8。Zn(Ⅱ)离子印迹聚合硅胶是一种新型高效低成本的聚合物,可将其用于水溶液中Zn(Ⅱ)的分离和分析。     

Chemically modified silica gel with 1-{4-[(2-hydroxy-benzylidene)amino]phenyl}ethanone: Synthesis, characterization and application as an efficient and reusable solid phase extractant for selective removal of Zn(II) from mycorrhizal treated fly-ash samples

1-{4-[(2-hydroxy-benzylidene)amino]phenyl}ethanone functionalized silica gel was synthesized and used as a highly efficient, selective and reusable solid phase extractant for separation and preconcentration of trace amount of Zn(II) from environmental matrices. The adsorbent was characterized by fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), elemental analysis,¹³C CPMAS NMR spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis (TGA) and BET surface area analysis. The dependence of zinc extraction on various analytical parameters such as pH, type and amount of eluent, sample flow rate and interfering ions were investigated in detail. The material exhibited superior adsorption efficiency for Zn(II) with high metal loading capacity of 1.0 mmol/g under optimum conditions. After adsorption, the recovery (> 98%) of metal ions was accomplished using 1.0 mol/L HNO₃ as an eluent. The sorbent was also regenerated by microwave treatment in milder acidic environment (0.1 mol/L HNO₃). The lower detection limit and preconcentration factor of the present method were found out to be 0.04 μg/L and 312.5 respectively. The modified silica surface possessed excellent selectivity for the target analytes and the adsorption/desorption process remained effective for at least ten consecutive cycles. The optimized procedure was successfully implemented for the extraction of Zn(II) from mycorrhizal treated fly ash and pharmaceutical samples with reproducible results.     

Preparation of organically functionalized silica gel as adsorbent for copper ion adsorption

A novel adsorbent (AMPS-silica) was synthesized by bounding AMPS (2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid) onto silica surface, which functioned with -methacryloxypropyltrimethoxysilane reagent. The adsorbent was characterized by nitrogen adsorption/ desorption measurement, thermogravimetric analysis (TGA) and potentiometric titration analysis. The TGA result indicated that the surface modification reactions introduced some organic functional groups onto the surface of silica. The surface area of AMPSsilica was 389.7 m2/g. The adsorbent was examined for copper ion removal in series of batch adsorption experiments. Results showed that the adsorption of Cu2+ onto AMPS-silica was pH dependent, and the adsorption capacity increased with increasing pH from 2 to 6. The adsorption kinetics showed that Cu2+ adsorption was fast and the data fitted well with a pseudo second- order kinetic model. The adsorption of Cu2+ onto AMPS-silica obeyed both Freundlich and Langmuir isotherms, with r2 = 0.993 and r2 = 0.984, respectively. The maximum Cu2+ adsorption capacity was 19.9 mg/g. The involved mechanism might be the adsorption through metal binding with organic functional groups such as carboxyl, amino and sulfonic groups. Cu2+ loaded on AMPS-silica could be desorbed in HNO3 solution, and the adsorption properties remain stable after three adsorption-desorption cycles.     

硅改性花生壳生物炭对水中磷的吸附特性

为实现花生壳资源化利用,通过硅酸钠溶液对花生壳进行浸渍改性,再热解制备成硅改性花生壳生物炭（Si-PSBs）,探究Si-PSBs对水中磷的吸附特性.结果表明,相比于未改性花生壳生物炭（PSB）,Si-PSBs对磷的吸附量明显增大,8%硅酸钠溶液改性的生物炭（8% Si-PSB）对磷的吸附量是改性前的3.9倍.SEM、FTIR和XRD等结果表明8% Si-PSB上有二氧化硅生成,二氧化硅影响吸附过程中源于生物炭的碳酸钙形态,提高了生物炭自身所含金属离子Ca²⁺的反应活性.强酸强碱环境中,8% Si-PSB对磷均具有良好的吸附效果.反应平衡后,8% Si-PSB和PSB对磷的吸附量分别在2.79 mg ·g^-1和0.71 mg ·g^-1上下浮动,对磷的吸附均更符合准二级动力学模型,说明反应以化学吸附为主.等温吸附实验数据采用Langmuir模型拟合度更高,说明8% Si-PSB和PSB对磷的吸附均以单层吸附为主.溶液中腐殖酸（HA）的存在抑制8% Si-PSB和PSB对磷的吸附.8% Si-PSB是一种低成本的新型除磷材料,可提高花生壳自身金属钙离子的利用程度.     

硅胶负载TiO2光催化降解吡啶

以硅胶为载体，钛酸四丁酯为原料，用溶胶-凝胶法制备负载型TiO2，在UV-TiO2体系中对吡啶(PD)进行光催化降解，并研究了降解体系的紫外吸收光谱和pH值对光催化降解体系的影响。结果表明：负载型TiO2光催化剂加入量为60mg／40ml，吡啶的光催化降解反应符合一级动力学方程；吡啶中氮转化成氨氮。碱性条件下的降解率高于酸性条件下的降解率；TiO2负载后利用率提高了6倍左右。     

Preconcentration and determination of trace copper(II) in natural water using silica gel modified with 1-(2-pyridylazo)-2-naphthol

Trace copper (II) in water can be preconcentrated using silica gel modified with 1-(2-pyridylazo)-2-naphthol (PAN) and be determined spectrophotometri-cally. The conditions for the preconcentration were studied. The method was applied to both artificial and natural water samples and the results suggest that copper (II) of ppb level in water can be measured accurately after the preconcentration.