阳离子表面活性剂改性四氧化三铁-沸石复合材料对水中刚果红的去除作用

制备了四氧化三铁-沸石复合材料(磁性沸石)和阳离子表面活性剂改性磁性沸石(有机改性磁性沸石),采用X射线衍射分析对有机改性磁性沸石进行了表征,通过批量实验考察了有机改性磁性沸石对水中刚果红的吸附性能,并对相关的吸附机制进行了讨论。实验表明,有机改性磁性沸石对水中的刚果红具备良好的吸附能力,且有机改性磁性沸石对刚果红的吸附能力远远高于磁性沸石。有机改性磁性沸石对水中刚果红的吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附平衡数据可以采用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)等温吸附模型加以描述。根据Langmuir等温吸附模型计算得到的有机改性磁性沸石对刚果红的最大吸附容量为146 mg/g(pH 7和30℃)。有机改性磁性沸石对水中刚果红的吸附属于自发和放热的过程。有机改性磁性沸石吸附水中刚果红的作用机制包括静电吸引、有机相分配、氢键和表面配位。X射线衍射分析结果表明,有机改性磁性沸石含四氧化三铁,吸附刚果红后的有机改性磁性沸石可以很容易地通过外加磁场的作用快速地从水中分离出来。上述结果表明,有机改性磁性沸石适合作为一种吸附剂去除废水中的刚果红。     

光电催化氧化法脱色处理刚果红染料废水

采用阴极还原法制备了泡沫镍负载纳米ZnO（ZnO/Ni）电极，采用SEM和XRD技术对ZnO/Ni电极进行了表征。以高压汞灯为光源，ZnO/Ni电极为阳极，铂电极为阴极，对模拟刚果红染料废水进行了光电催化脱色处理。考察了催化工艺、电解质种类及浓度、初始废水pH和反应温度等因素对刚果红降解率的影响。表征结果显示， 制备的纳米ZnO呈六方晶系结构，平均粒径为23.6 nm。实验结果表明，当外加电流为1.0 mA时，在初始刚果红质量浓度为30 mg/L、电解质Na₂SO₄浓度为0.050 mol/L、初始废水pH为5、反应温度为50 ℃的条件下，光电催化反应60 min后，刚果红降解率为86.36%，COD和色度的去除率分别达到70.56%和92.86%。     

基于新型陶粒催化剂的H_2O_2/O_3多相催化氧化体系降解刚果红的研究

用自制陶粒催化剂与臭氧(O_3)、双氧水(H_2O_2)构建多相催化氧化体系降解水中的刚果红。采用电镜扫描、能谱分析与红外光谱等表征了陶粒催化剂,考察了反应时间、O_3浓度、H_2O_2投加量等因素下多相催化氧化体系对刚果红色度和COD去除率。结果表明:自制的陶粒催化剂表面较为粗糙,比表面积较大,反应后的陶粒催化剂表面较为平滑,比表面积较反应前减少;自制陶粒催化剂对H_2O_2催化能力差,但对O_3、H_2O_2/O_3具有较好的催化效果。当O_3浓度在1.2~3.8 mg/L时,陶粒/H_2O_2/O_3体系较O_3、H_2O_2/O_3对刚果红(100 mg/L)的脱色率分别平均提高了11.72%、15.32%,COD去除率分别提高了16.37%、24.29%,将陶粒引入O_3、H_2O_2/O_3体系中可减少O_3和H_2O_2的用量,提高体系的氧化性能,降低运行成本。     

负载型纳米复合半导体WO3-TiO2/AC光催化降解刚果红废水

采用溶胶-凝胶-浸渍-焙烧法制备了负载型纳米复合半导体WO₃-TiO₂/AC光催化剂，以偶氮染料刚果红为目标降解物，通过正交实验优化了刚果红废水的降解条件，并对其光催化动力学进行了探讨。结果表明，刚果红废水的最佳降解条件为：催化剂投加量10 g/L，pH=7，H₂O₂用量为3.5 mL/L。在最佳条件下，当刚果红废水起始浓度为40 mg/L时，反应120 min后，刚果红溶液的去除率可达95.21%，较相同条件下TiO₂/AC对刚果红染料的降解率提高了19.57％。光催化剂对刚果红的光催化降解符合Langmuir-Hinshelwood（L-H）模型。     

电吸附法去除水中刚果红的研究

以一种典型的联苯胺类直接偶氮染料刚果红为模型物,利用自制活性炭电极,研究各种因素(扫描电压、溶液初始浓度、电解质浓度、pH、电极活性炭用量等)对电吸附效果的影响.结果表明,在-1.0～1.0V的扫描电压下,刚果红没有氧化还原反应发生,电吸附是一稳定而又可逆的过程；扫描电压负极化使刚果红的吸附率降低,而正极化能明显提高吸附率,在0.9V扫描电压下的吸附率比开路(扫描电压为零)时提高了18.6百分点;刚果红溶液的初始浓度越高,吸附平衡时的吸附容量越高,但吸附率反而降低,刚果红溶液的初始质量浓度为40 mg/l时的吸附容量是10 mg/L时的4.87倍,而吸附率降低了21.4％；随着电解质Na2SO4的加入,加快了刚果红在溶液中的运动速率,但刚果红的最终去除率有所降低,并且在一定范围内Na2SO4加入的越多,刚果红的最终吸附效果越差；pH为7(未调节)时,活性炭电极对刚果红的吸附率最高,pH为2、11时,吸附率均有所降低;随着电极活性炭用量的增加,刚果红的吸附容量逐渐降低,吸附率则逐渐提高,达到吸附平衡所需时间相应也延长.     

磁性氧化石墨烯制备及去除水中刚果红的研究

采用Hummer方法制备了氧化石墨烯(GO),采用化学共沉淀法把铁氧化物纳米粒子覆盖在GO上制成磁性氧化石墨烯(MGO),并把MGO用作吸附剂去除水中阴离子染料刚果红.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、Zeta电位仪和磁强计对MGO进行了表征.研究了吸附动力学,吸附等温线及初始pH值,离子强度对吸附的影响.考察了MGO对自来水中刚果红的去除效果.结果表明,GO具有片状的二维纳米结构,表面有许多的褶皱;当pH3.5,吸附剂表面带负电荷,等电点为3.5;MGO的饱和磁化强度为31.2emu/g,足够从水溶液中分离出来.刚果红的吸附符合准二级动力学模型,且在吸附时间为7h内基本达到吸附平衡.在超纯水中最大吸附容量高达140.6mg/g,且吸附量随pH值升高先增加再降低,当pH4~5达到最大值.MGO对自来水中刚果红的最大吸附容量为287.6 mg/g,为在超纯水中的2倍,表明MGO对刚果红具有很好的去除效果.     

Ac-Co/UiO-66对水中阴离子染料的吸附性能

通过溶剂热法在醋酸改性的条件下制备合成了新型钴掺杂的UiO-66纳米颗粒（Ac-Co/UiO-66）,并采用SEM、XRD和BET分析证实了材料主体结构的合成.同时,以阴离子染料直接蓝、达旦黄和刚果红为目标污染物,系统研究了吸附时间、初始浓度、pH因素对Ac-Co/UiO-66吸附效果的影响.结果表明,吸附进行120 min后3种染料的吸附量趋于平衡,吸附过程均符合拟二级动力学模型,证明化学吸附是主要的速率控制步骤.3种染料的吸附等温数据均采用Langmuir等温线模型拟合效果较好,证明染料分子在Ac-Co/UiO-66上属于单层吸附,直接蓝、达旦黄和刚果红的Langmuir最大吸附容量分别为378.3、525.8、1234.6 mg·g^-1.Ac-Co/UiO-66适合在酸中性环境去除染料.在二元染料体系中发现阴离子染料之间的吸附具有拮抗效应,且染料浓度比的增大会导致染料的竞争效应向独立效应演变.染料的吸附机理涵盖了氢键作用、静电作用及π-π堆积作用力.Ac-Co/UIO-66对直接蓝、达旦黄和刚果红的吸附容量经历4个循环后分别维持在71.2%、65.3%和91.4%.     

即时合成层状双氢氧化物法去除阴离子染料刚果红

利用层状双氢氧化物(LDH)合成原理,提出了即时合成LDH处理染料废水的方法,并对其可行性进行了实验研究.该方法的基本原理是由于Mg2+,Al3+水解共沉淀形成LDH,阴离子染料优先进入LDH结构层间平衡结构电荷,从而使阴离子染料以LDH沉淀的形式被去除.探讨了反应时间,pH,n(Mg2+):n(Al3+)及温度对染料去除率的影响.结果表明,在常温下,最佳pH为9.0,反应时间为2 h,n(Mg2+):n(Al3+)为2:1,对刚果红染料的去除率可达100%,效果十分显著.      

TiO2@酵母菌复合催化剂对刚果红的吸附特性研究

研究了TiO2@酵母复合型催化剂对阴离子染料刚果红的吸附性能,考察了pH、催化剂投加量、刚果红初始浓度、温度等因素对吸附效率的影响,并对吸附过程进行了动力学、等温模型和热力学分析.结果表明pH对吸附效率影响较大,最佳pH值为3;当刚果红浓度在10~50mg·L-1时,吸附量随着浓度的增加而增加;催化剂投加量为0.5 g·L-1,吸附效率较高;温度对吸附过程影响较小.TiO2@酵母复合催化剂吸附刚果红的过程符合准二级动力学模型;化学吸附为主要控制步骤;吸附过程符合Langmuir等温吸附方程,为单分子层吸附;ΔG为负值且ΔH为正值表明吸附是自发吸热过程.     

刚果红分子印迹聚合物纳米微球的合成及吸附性能

本研究以刚果红为模板分子,α-甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂,乙腈为致孔剂,2,2-偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用沉淀聚合法制备了刚果红分子印迹聚合物纳米微球(MIP).通过扫描、透射电镜对聚合物的结构和形貌进行了表征,结果显示制备的MIP微球的粒径在90 nm左右,粒径较为均匀.利用氮气吸附脱附实验测定了聚合物颗粒的比表面积和孔容.并对诸多吸附影响因素以及分子印迹聚合物的吸附能力、选择性和重复利用率进行了分析.结果表明,MIP对刚果红表现出较好的选择性识别能力,可多次循环使用,能用于染料废水中刚果红的选择性吸附.