高分子多孔小球GDX系列对水中微量有机物富集作用的研究——Ⅲ.GDX—203和GDX—301的吸附等温线测定

吸附等温线的测定对于研究GDX系列的吸附规律和探讨吸附机理具有重要的意义,等温线的形状可以反映出吸附剂的表面性质,孔分布性质以及吸附质与吸附剂相互作用的性质。 本文在以前工作的基础上采用间歇法和可见及紫外分光光度法测定了非极性GDX—203和弱极性GDX—301对苯胺、邻甲酚、苯甲酸、邻苯二甲酸二甲酯和亚甲基兰的吸附等温线。对亚甲基兰和邻苯二甲酸二甲酯的吸附在0—35ppm浓度范围内符合Freundlich等温方程式。苯胺、邻甲酚和苯甲酸的吸附等温线出现突跃和平台。两种GDX树酯的吸附等温线形状相似,吸附容量随溶液起始浓度的增加而增加,由于GDX微球小孔孔壁引力场的迭加,当平衡浓度达到一定限度时发生毛细孔内“凝聚”现象,吸附量急剧增加,吸附等温线出现突跃,实现结果表明GDX—203和GDX—301的吸附机理是一致的,树脂表面与被吸附的溶质分子之间的作用力主要是范德华力,属于物理吸附。     

高分子多孔小球GDX系列对水中微量有机物富集作用的研究 Ⅱ.GDX—102富集回收率的测定

前文用间歇法和可见及紫外分光光度法测定了GDX系列对水中微量有机物的吸附性能,筛选出吸附性能较佳的CDX-102。但在实际水样分析中经常使用的是柱吸附法,评价富集剂性能的可靠指标是回收率。因此本文采用柱吸附法和可见及紫外分光光度法进一步测定了GDX-102对苯胺、苯甲酸、邻苯二甲酸二甲脂、亚甲基兰、氯苯、硝基苯、联苯、苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚的富集回收率,分别为102,102,96.2,75.3,93.5,101,88.1,94.9,93.6,97.7和94.5％,11种芳香族化合物的回收率平均值为94.4%,其中苯酚的回收率为94.9％,甲酚类化合物的回收率为95.3%,这对被酚污染的水质的分析具有重要的意义,说明在实验条件下 GDX-102具有较佳的吸附性能。使用GDX-102为富集剂似较合适。 实验结果表明GDX-102因与亚甲基兰分子间有较强的相互作用力而对亚甲基兰有较强的保留,不易被甲醇洗脱,回收率较低,75.3％。其他化合物很容易用少量有机溶剂定量洗脱,(联苯用二氯甲烷洗脱,氯苯和硝基苯用乙酰洗脱,其他化合物用甲醇洗脱),这表明树脂与被吸附的溶质分子间作用力较弱,主要是范德华力,基本上不涉及离子交换作用。实验表明在柱吸附过程中存在着柱头浓缩现象,因此用做富集剂的树脂具有适当大一些的孔径结构似乎是有益的。实验使用的GDX-102     

芬顿试剂法制备磁性碳纳米管及其对亚甲基蓝的吸附性能

采用芬顿试剂法在碳纳米管纯化样品表面负载纳米磁性氧化铁颗粒,制备磁性碳纳米管杂化材料(MWCNTs/Fe2O3),该杂化材料具有较高的纳米氧化铁负载率(>50%)和优异的磁性能,制备过程中无需额外添加阳离子,不会对环境造成不利影响.将磁性碳纳米管杂化材料应用于染料废水处理中,结果发现MWCNTs/Fe2O3对亚甲基蓝染料吸附性能较好,吸附后用磁铁易于达到固液分离的效果.吸附性能研究表明,磁性碳纳米管对水溶液中亚甲基蓝的吸附在40 min内吸附容量迅速上升,其值达到最大平衡吸附容量的88%以上,60 min基本达到平衡,吸附过程符合准二级动力学模型(R2>0.999).磁性碳纳米管吸附亚甲基蓝的平衡吸附量qe与亚甲基蓝溶液的平衡浓度Ce的关系满足Langmuir(R2>0.999)、Freundlich(R2>0.97)以及Dubinin-Radushkevich(D-R)(R2>0.96)等温吸附模型.通过Langmuir模型计算可知磁性碳纳米管对亚甲基蓝的最大吸附容量为69.98 mg.g-1,吸附过程为有利吸附,由D-R模型计算结果可以推断MWCNTs/Fe2O3对水溶液中亚甲基蓝的吸附机制以化学吸附为主.     

超高效液相色谱荧光检测法测定空气中甲基苯胺同分异构体及对氯代苯胺

建立了空气中甲基苯胺同分异构体及对氯代苯胺的硅胶吸附管采样-超高效液相色谱荧光检测分析方法.通过硅胶填料吸附管,采集空气中甲基苯胺和氯代苯胺.采用含1%氨水的甲醇,对硅胶填料解吸20 min.解吸溶液经0.22μm滤膜过滤,采用超高效液相色谱法分析,选择235 nm和335 nm作为荧光检测的激发和发射波长.4种苯胺类化合物在4.5 min内得到分离,在0.1—2.0 mg·L~(-1)范围内线性关系良好,相关系数均大于0.999,方法检出限(S/N=3)为0.11—0.4μg·m~(-3)(采样体积以10 L计),在0.5、1.0、2.0μg加标水平(相当于10 L空气中甲基苯胺和氯代苯胺浓度为50、100、200μg·m-3)下,回收率分别为95%—98%、94%—103%和95%—102%,RSD分别为1.0%—2.2%、1.6%—3.7%和1.3%—2.1%.结果表明,该方法适用于空气中甲基苯胺同分异构体及对氯代苯胺的同时分析.     

TEMPO氧化废纸纤维对甲基紫的吸附性能

以废纸纤维(WF)为原料,2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基(TEMPO)为氧化剂,制备不同氧化度的废纸纤维(OWF-1,OWF-2,OWF-3),用于吸附甲基紫染料.采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜对吸附剂的结构和形貌进行表征.结果表明,氧化反应在WF上引入了羧基,降低了结晶度,但并没有改变纤维状形貌.吸附实验结果表明,OWF氧化度越高吸附容量越大,pH对吸附容量影响显著,温度对吸附容量影响较小,表明OWF与甲基紫之间的存在电荷吸附.在30℃,pH=9,甲基紫初始质量浓度为50 mg·L~(-1),OWF-3质量浓度为1000 mg·L~(-1)的条件下,吸附容量达到48.1 mg·g~(-1).对吸附过程的等温线及动力学进行研究,发现Freundlich吸附等温线和拟二级动力学模型能够更好描述吸附过程.此外,OWF-3具有良好的分离和再生性能.     

改性碳纳米管原始样品吸附亚甲基蓝的性能研究

利用直接制备的碳纳米管原始样品作为染料亚甲基蓝的吸附剂,采用次氯酸钠溶液对于碳纳米管原始样品进行表面修饰改性,改性处理后碳纳米管对亚甲基蓝吸附性较好,本工艺简单有效,所获得的吸附剂具有磁性,吸附过后用磁铁易于达到固液分离的效果.吸附性能结果表明:本吸附剂对水溶液中亚甲基蓝的吸附在60 min基本达到平衡,吸附过程符合准二级动力学模型(R2>0.99).改性后的磁性碳纳米管吸附亚甲基蓝的平衡吸附量qe与亚甲基蓝溶液的平衡浓度Ce的关系满足Langmuir(R2>0.99)、Freundlich(R2>0.91)以及Dubinin-Radushkevich(D-R)(R2>0.92)等温吸附模型.通过Langmuir模型计算可知改性磁性碳纳米管对亚甲基蓝的最大吸附容量为101.6 mg.g-1,由D-R模型计算结果可以推断,次氯酸钠改性后的磁性碳纳米管对水溶液中亚甲基蓝的吸附机理以化学吸附为主.     

Pseudomonas fluorescens Z1999降解邻苯二甲酸酯的二级动力学特征

通过驯化富集培养,从处理焦化厂废水的活性污泥中分离获得一株可以在好氧条件下利用邻苯二甲酸酯(PAEs)作为唯一碳源和能源的荧光假单胞菌(Pseudomonasfluorescens编号Z1999),研究了P.fluorescensZ1999对PAEs的降解条件,揭示了P.fluorescensZ1999降解PAEs的动力学特征.试验结果表明,P.fluorescensZ1999对PAEs降解的最佳条件为pH65—80,温度20—35℃,菌种量002—45%,富集驯化时间18—24h.P.fluorescensZ1999可有效降解邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)和邻苯二甲酸二丁酯(DnBP).在初始浓度为100—750mg·ml-1范围内,DMP,DEP,DnBP的降解反应遵循二级反应动力学方程∶-dS/dt=K2S2 K1S K0,r2=09686—09997.随PAEs浓度和支链烷基碳数的增加,P.fluorescensZ1999对PAEs的最大降解速率p下降,半衰期T1/2增大,抑制作用增强.     

磁性介孔碳的制备及对水体中染料的吸附去除

以介孔氧化硅SBA-15为硬模板,采用三氯化铁与蔗糖同步浇筑法制备磁性介孔碳材料.扫描电镜、透射电镜、比表面积和振动磁强计等分析表明,该材料具有有序的介孔孔道和较好的磁分离性能.考察其对亚甲基蓝(MB)和日落黄(SY)的吸附性能,结果发现溶液的pH对吸附两种染料有显著的影响,阳离子染料亚甲基蓝随着溶液pH的增大吸附量显著升高,而阴离子染料日落黄则相反.由Langmuir吸附等温模型拟合出亚甲基蓝、日落黄的最大吸附容量分别为473.9 mg·g~(-1)和434.8 mg·g~(-1).该磁性介孔材料在染料污染物的去除方面具有较好的应用潜力.     

亚甲基蓝在缺氧活性污泥上的吸附平衡和动力学

为了考察缺氧活性污泥对染料的吸附性能和吸附机理,以缺氧活性污泥作为吸附剂,亚甲基蓝作为吸附质进行等温吸附试验。结果表明:亚甲基蓝在缺氧活性污泥上的吸附遵循准二级速率方程,吸附方式为化学吸附;吸附行为符合Langmuir和Redlich-Peterson吸附等温式,为单分子层吸附,理论最大吸附量9.25 mg/g;亚甲基蓝分子在污泥颗粒内扩散动力学曲线存在线性部分,说明吸附过程存在污泥颗粒微孔内扩散效应。     

地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)对 Cr6+的吸附动力学研究

从污染土壤中分离出地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis),利用其死菌体对Cr6 溶液进行吸附动力学研究.在Ci=300mg/L、pH=2.5和θ=50℃条件下,吸附120min获得最大吸附量60.5mg/g.应用Langmuir和Freundlich吸附等温线研究,结果表明,Langmuir吸附等温线更为适合.动力学研究显示,地衣芽孢杆菌对Cr6 的吸附动力学可以用拟二级速度方程进行描叙.图3表4参14     

双孔介孔碳的合成及其对亚甲基蓝的吸附

以三嵌段共聚物F108为模板剂,苯酚/甲醛为碳源,在中性条件下制备了平均孔径为3.14 nm,最可几孔径分布为3 nm和8 nm,BET比表面积为1541 m2·g-1,孔容为1.01 cm3·g-1的双孔分布介孔碳.通过静态实验法测定了介孔碳对亚甲基蓝的吸附特性,分析了初始浓度、溶液p H、温度对吸附量的影响,并从热力学及动力学角度探讨了介孔碳对亚甲基蓝的吸附机理.结果表明,溶液初始浓度、溶液p H以及温度对吸附量有较大的影响,介孔碳对亚甲基蓝的吸附随着初始浓度、p H、温度的上升而增大,吸附为吸热反应,提高温度有利于吸附的进行.实验制备的介孔碳对亚甲基蓝的最大吸附量为421 mg·g-1,相比于普通活性炭,双孔分布介孔碳对亚甲基蓝显示了更优的吸附性能.亚甲基蓝在介孔碳上的吸附行为符合Langmuir吸附等温线和Elovich动力学模型.计算得到的吸附吉布斯自由能(ΔG0)0,吸附标准焓变(ΔH0)70 k J·mol-1,说明亚甲基蓝在介孔碳上的吸附是自发进行的单分子层吸热反应,且化学反应在吸附过程中发挥了重要作用.     

染料化合物在改性介孔TiO_2上的吸附

以聚乙烯醇-碘复合物修饰的介孔TiO2纳米材料为吸附剂,研究了介孔TiO2对亚甲基蓝、甲基橙、茜素红和二甲酚橙染料化合物的吸附作用.考察了4种染料初始浓度和初始pH值对吸附的影响.实验结果表明,染料化合物的结构和性质影响介孔TiO2对它们的吸附平衡时间和吸附量.二甲酚橙、甲基橙、茜素红和亚甲基蓝有最佳吸附去除率的初始pH值分别为2.0、2.0、3.0和8.0;平衡吸附时间分别为100 min、10 min、100 min和60 min.介孔TiO2对亚甲基蓝、茜素红、二甲酚橙的饱和吸附量分别为80.32 mg·g-1、78.72 mg·g-1、71.64 mg·g-1,甲基橙的饱和吸附量超过200 mg·g-1.改性介孔TiO2对亚甲基蓝、茜素红、二甲酚橙的吸附符合二级动力学方程.     

施氏假单胞菌N2代谢邻/间/对甲酚的特性研究

本论文以施氏假单胞菌N2为受试菌株,研究了N2菌对邻/间/对甲酚及其混合物的生物降解特性.结果表明,N2菌能以邻/间/对甲酚为唯一碳源和能源生长,但对3种异构体的降解速率各异.完全降解600 mg·L~(-1)的对甲酚仅需6 h,间甲酚则需24 h,但对邻甲酚的降解明显减缓;200 mg·L~(-1)邻甲酚48 h的降解率仅为11.38%.GC-MS结果分析发现,N2菌代谢甲酚途径主要为甲基氧化、芳环羟化,随后脱羧、开环裂解、降解转化至矿化,但3种甲酚的降解途径及酸性代谢产物的形成次序不一致.3种甲酚混合存在时可促进N2菌对其降解,这主要是因为混合碳源的协同作用减少了体系中因产酸过多引起的毒性,从而促进了N2菌对甲酚的降解矿化.     

中空分子印迹微球的制备及其选择性吸附阿莫西林性能研究

研究以UiO-66为稳定粒子,阿莫西林(AMOX)为模板分子通过皮克林乳液法制备分子印迹中空微球(MIHM),并用于分离富集溶液中的阿莫西林.通过SEM、FT-IR和XRD等方法和静态吸附实验对MIHM的理化性质和吸附性能进行研究.结果表明,UiO-66纳米粒子能够稳定皮克林乳液,粒子分布于中空MIHM胶囊表面,胶囊粒径约为20—60μm.吸附实验结果表明,MIHM对AMOX有较大的吸附容量,吸附容量在318 K,100 mg·L~(-1)的AMOX溶液中达到0.1376 mmol·g~(-1),在选择性吸附实验中对AMOX具有选择性识别性能.经过3次循环回用后材料吸附容量降低12.71%,有良好的再生性.     

NKA-Ⅱ型大孔吸附树脂处理苯胺废水的研究

针对苯胺废水的特点,利用NKA-Ⅱ大孔吸附树脂进行处理,研究了苯胺废水质量浓度、pH值、温度和流速等因素对大孔吸附树脂动态吸附-脱附性能的影响,并得到了最佳工艺条件。实验结果表明在最佳工艺条件下,苯胺去除率>99%,COD>98%,出水苯胺的质量浓度<40mg·L-1,COD出水的质量浓度<100mg·L-1,树脂的平均脱附率值接近99.7%。在废水得到有效处理的同时,苯胺资源也得到了回收,达到了废水治理与资源化的效果。     

山茶籽粉吸附亚甲基蓝的性能研究

为研究山茶籽粉对亚甲基蓝的吸附行为,对不同温度下(298、303、308、313、318K)的吸附数据分别用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevish模式进行拟合,用伪一级动力学方程和伪二级动力学方程描述山茶籽粉对亚甲基蓝的吸附动力学过程,并计算了Gibbs自由能变(ΔGθ)、焓变(ΔHθ)和熵变(ΔSθ)等热力学函数.结果表明,山茶籽粉对亚甲基蓝的吸附能力随着温度的升高而降低;Langmuir方程更适合描述其吸附行为.Gibbs自由能变(ΔGθ)、焓变("Hθ)和熵变(ΔSθ)均小于零,说明此吸附过程是自发进行的、放热的、趋于有序的吸附过程.伪二级动力学方程更适用于描述山茶籽粉对亚甲基蓝的吸附动力学过程.     

甘氨酸改性TiO_2材料的合成及其对染料的吸附性能

本文以钛酸异丙酯为钛源,以甘氨酸(gly)为改性材料,通过水解法在比较温和的条件下合成了二氧化钛(TiO_2-gly)吸附剂,同时以亚甲基蓝(MB)和酸性红G (ARG)两种染料为处理对象,考察了合成的TiO_2的吸附性能,并将之与P25材料进行对比.结果表明,经过甘氨酸改性的TiO_2吸附剂的比表面积大幅提升到354.2 m2·g~(-1);改性TiO_2对亚甲基蓝(100 mg·L-1)和酸性红G (100 mg·L-1)两种染料的吸附能力得到较大提高,最大吸附量分别为49.25 mg·g~(-1)和43.98 mg·g~(-1),远高于P25对二者的吸附容量(分别为28.24 mg·g~(-1)和16.40 mg·g~(-1)); P25的吸附主要受物理吸附作用控制,而改性TiO_2吸附剂20 min即可达到吸附平衡,并展现出准二级动力学和Langmuir吸附等温线特性,这表明吸附剂与染料分子之间主要为化学吸附.另外,通过吸附影响因素实验发现通过延长吸附时间、控制p H都能提高该吸附剂的吸附性能,而改性TiO_2-gly吸附剂经过5次再生循环实验后仍展现出较好的吸附性能.     

苯胺-2,4-二氨基酚共聚物吸附水中Hg(Ⅱ)的动力学和热力学研究

利用化学氧化法合成苯胺-2,4-二氨基酚共聚物,通过静态吸附实验研究了该共聚物吸附水中汞离子的动力学和热力学.对实验数据采用准一级和准二级动力学方程、Langmuir等温线方程、Freundlich等温线方程进行拟合,并进行相应的热力学分析.研究结果表明,苯胺-2,4-二氨基酚共聚物对水中Hg(Ⅱ)具有很好的去除效果,最大吸附容量达800mg·g-1,吸附等温线符合Langmuir单层吸附模型;动力学过程符合准二级动力学模型;吸附焓变化量ΔH=58.51kJ·mol-1,表明该吸附反应为化学吸附且为吸热反应;三种实验温度下吉布斯自由能变化量均为负值,表明该吸附反应能自发进行。     

二氧化钛改性油页岩渣对水溶液中亚甲基蓝和六价铬的吸附

以油页岩渣及其二氧化钛改性材料为吸附剂,探究它们去除水溶液中亚甲基蓝和六价铬的能力.通过实验,控制溶液的pH值、温度、初始浓度和接触时间,观察吸附效果变化特征,研究其动力学和热力学性能.实验表明,改性油页岩渣吸附亚甲基蓝和六价铬的吸附率是未改性的2—3倍,且改性油页岩渣对亚甲基蓝的吸附率可达97%,对六价铬的吸附率不到25%.吸附亚甲基蓝时,pH值越大,吸附效果越好;而吸附六价铬时,最适pH值为4.改性油页岩渣吸附亚甲基蓝实验符合准二阶动力学方程,计算得反应活化能为13.29 kJ.mol-1,表明此过程主要是物理吸附.在热力学方面,由范特霍夫方程计算得ΔG〈0、ΔH〉0,表明此过程自发吸热,可见此过程还伴有化学吸附.Langmuir和Freundlich等温模型拟合结果表明,Langmuir模型数据拟合甚佳,R2=0.9999,说明改性油页岩渣吸附亚甲基蓝是单分子层吸附.二氧化钛改性油页岩渣经7次回收利用后,对亚甲基蓝的吸附效果仅减少约1.5%.     

球衣菌对重金属离子的耐受性及其吸附能力

研究了球衣菌对重金属离子Ag 、Hg2 、Pb2 、Zn2 的耐受性及生物吸附情况,并着重对Pb2 的吸附行为及工艺条件进行了探讨.结果表明:球衣菌对 4种重金属离子均有不同程度的耐受性,其中对Pb2 具有较大的耐受力.不同生长阶段的菌体对重金属离子的敏感性也不同.球衣菌对Pb2 的吸附作用是一种快速而非依赖温度的过程.在ρi(Pb2 ) =5mg/L,菌体浓度ρb=0. 2g/L,θ=30 ~35℃,pH=6. 5,菌龄a=32h,吸附时间t=30min时,吸附率可达95. 6%,吸附量为 23. 9mg/g. 图 3参 10