碳纳米管-羟磷灰石对铅的吸附特性研究

采用多壁碳纳米管-羟磷灰石(MWCNT-HAP)复合材料,通过间歇试验研究了MWCNT-HAP对Pb(Ⅱ)的吸附特性.主要探讨了固液比、p H、离子强度、反应时间、Pb(Ⅱ)的初始质量浓度及温度等因素对吸附的影响.结果表明,固液比、p H与温度对于去除Pb(Ⅱ)的影响较大,离子强度影响较小.当温度为20℃,固液比为0.08 g·L-1,p H0为5.5,Pb(Ⅱ)的初始质量浓度为100 mg·L-1时,吸附量为716.13 mg·g-1.动力学试验结果表明,MWCNT-HAP吸附Pb(Ⅱ)为快速反应过程,在30 min时,吸附量可达最大吸附量的90%,60 min即可达平衡.伪二级动力学模型可较好地拟合动力学试验数据,可采用该模型描述MWCNT-HAP对Pb(Ⅱ)吸附的动力学过程.热力学试验结果表明,在不同温度下的自由能变均为负值,表明MWCNT-HAP对Pb(Ⅱ)的吸附为自发反应,升温有利于反应进行.Langmuir模型拟合不同温度下的等温试验结果得到可决定系数(R2为0.999 8~1.000 0),可采用该模型模拟MWCNT-HAP对Pb(Ⅱ)的等温吸附过程.MWCNT-HAP去除Pb(Ⅱ)的主要机制为MWCNT-HAP表面含氧官能团与Pb2+间的络合反应、HAP的分解-沉淀、Pb2+与Ca2+离子交换等.     

膨润土颗粒对多壁碳纳米管在饱和多孔介质中迁移的影响

选用石英砂填充柱模拟土壤体系,通过对比在有无膨润土颗粒(Bentonite particles)存在时得到的多壁碳纳米管(MWCNTs)的穿透曲线和滞留曲线,考察膨润土颗粒对MWCNTs在多孔介质中迁移沉积行为的影响.实验选取的Na Cl溶液离子强度为1 mmol·L-1和30 mmol·L-1,Ca Cl2溶液离子强度为0.3 mmol·L-1和1.2 mmol·L-1.溶液p H不进行调节,p H值大约为5.6.研究结果表明,在低离子强度Na Cl(1 mmol·L-1)溶液中,有膨润土颗粒共存时MWCNTs的穿透曲线和滞留曲线与没有膨润土颗粒共存时相近,表明该条件下MWCNTs的迁移和沉积行为不受膨润土颗粒影响,而在高离子强度Na Cl(30 mmol·L-1)溶液中,有膨润土颗粒共存时MWCNTs的穿透曲线低于没有膨润土颗粒共存时MWCNTs的穿透曲线,表明该条件下膨润土颗粒会抑制MWCNTs的迁移,且增加的滞留主要发生在柱子入口端;在Ca Cl2溶液中,无论离子强度的高低(0.3 mmol·L-1和1.2 mmol·L-1),有膨润土颗粒共存时,MWCNTs的穿透曲线和滞留曲线都不发生变化,说明在二价溶液中膨润土颗粒对MWCNTs的迁移和沉积行为影响不大.     

新型MnOx/CNTs催化剂低温选择性催化还原NO

采用等体积浸渍法制备了MnOx/CNTs催化剂,用于低温NH3选择性催化还原(SCR)NO的实验.使用BET,FT-IR,TEM和XRD对催化剂进行表征,结果表明:碳纳米管经混酸超声分散,增加了羧基活性基团,锰氧化物颗粒分布较均匀.在模拟烟气条件下,考察了催化剂的MnOx负载量、煅烧温度及质量和烟气流速比(W/F)对NO脱除率的影响.煅烧温度为773 K,MnOx负载量为10%时,NO脱除率达到98.56%;W/F为2～3 mg/(mL·min-1)时NO的脱除率更高.     

多壁碳纳米管修饰电极对药品中扑热息痛的测定

该文首先对比了扑热息痛(PCT)在多壁碳纳米管、金纳米颗粒以及金纳米颗粒与碳纳米管混合掺杂等不同纳米材料修饰氧化铟锡(ITO)电极表面的电化学反应行为,确定多壁碳纳米管对PCT的催化作用后,对溶液p H、扫描速度等测定条件进行优化。在最佳响应条件下,运用方波伏安法(SWV)在5.0×10-9~100.0×10-9mol/L浓度范围内,建立PCT浓度与响应电流的线性方程。并将该修饰电极成功用于5种治疗流感药品中扑热息痛浓度的快速测定。     

磁性铁氧化物修饰碳纳米管去除水中红霉素的研究

通过化学共沉淀法制备铁氧化物修饰的多壁碳纳米管(MWCNTs)用于去除水中红霉素,对铁氧化物修饰的多壁碳纳米管(MWCNTs)进行X-射线衍射分析与磁强测定,研究去除红霉素的效果及影响效果的因素,探讨吸附动力学、热力学与吸附机理。结果表明:铁氧化物为磁性的Fe_3O_4和γ-Fe_2O_3,磁性良好,可从水中通过磁分离回收。磁性铁氧化物修饰后显著提高MWCNTs对红霉素的去除效果,对于红霉素初始浓度为20 mg/L,0.5 g/L磁性的MWCNTs 30 min红霉素去除率达到87.23%。红霉素去除率随吸附剂投加量的增大而增大,随红霉素初始浓度的增大而下降,随p H值的提高而略有增大。吸附过程遵循拟二级动力学模型和Langmuir吸附等温方程,是以物理吸附为主,化学吸附为辅的吸热反应。吸附红霉素的磁性MWCNTs通过微波辐射可实现再生循环使用,具有应用前景。     

电化学法去除水中的硝酸根

以钛基氧化物涂层材料（Ti／SnO2-Sb2O5-IrO2）为阳极，碳纳米管修饰的石墨（GE—CNT）为阴极构建电化学系统进行硝酸根（NO3-）去除研究，考察了阴极材料、阴极电位和pH值对电化学法去除水中NO[的影响，同时检测了铵离子（NH4＋）和亚硝酸根（NO2-）的生成量。结果表明，利用碳纳米管修饰的石墨阴极可获得较好的硝态氮去除效果；随着阴极电位负移，NO3-去除率随之升高；酸性条件下NO3-去除率最高，NH；生成量也更多。对于由NO3-转化产生的NH4＋，在氯离子存在条件下再次进行电化学处理120min，其去除率可达97．1％。     

碳纳米管对偏二甲肼的吸附性能分析

利用NaOH和H₂O₂对碳纳米管进行表面处理，用于去除低浓度偏二甲肼废液，用分光光度法进行测定。扫描电镜和红外谱图观测表明，原产品管子较长，分散性差，NaOH处理的分散性好，H₂O₂处理的管子被截断并且表面引入了—OH、 >CO和—COOH。碳纳米管对偏二甲肼的吸附性能研究表明，H₂O₂浸泡氧化方法改性的碳纳米管吸附去除偏二甲肼效能最佳，NaOH处理的次之，原产品稍差。通过对吸附数据的拟合,发现在温度为298 K和40～190 mg/L的浓度范围内，吸附等温线均符合Freundlich和Langmuir吸附等温式。     

碳纳米管顶空固相微萃取-气相色谱法测定土壤中有机氯农药

采用碳纳米管顶空固相微萃取-气相色谱法测定了土壤中有机氯农药,探讨了萃取时间、萃取温度、搅拌速度、离子强度、有机溶剂和土壤加水量对萃取效率的影响.该方法的线性范围为0.5～50.0 ng/g,r0.991 5,检出限为0.03～0.33 ng/g.样品的加标回收率为91.4%～120.0%,相对标准偏差不大于12.7%.     

碳纳米管/羟基磷灰石复合材料对水体F-的去除研究

以碳纳米管（CNT）和羟基磷灰石（HAP）为原料,通过原位合成法制备碳纳米管/羟基磷灰石（CdH）复合材料.利用XRD、FTIR、SEM与氮气吸附-脱附等表征其结构形貌,并通过静态吸附实验考察CdH对氟离子（F^-）的吸附性能.结果表明,室温下,CdH对F^-的吸附容量为11.05mg/g,明显高于HAP（5.02mg/g）.吸附动力学模型、Weber-Morris方程、Langmuir和Freundlich方程拟合结果表明,F^-在CdH表面进行Langmuir单分子层吸附,其吸附过程符合准二级动力学方程,并且颗粒内部扩散起主要作用.pH值为6时有利于CdH对F^-的去除.此外,结合反应前后固样XPS分析可知CdH对F^-的吸附机制主要为离子交换作用.     

臭氧-CNT膜改性联用工艺阈通量及膜污染分析

采用碳纳米管(carbon nanotube,CNT)对聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)中空纤维超滤膜进行改性,结合臭氧预氧化技术,考察了臭氧-CNT膜改性联用工艺的阈通量及膜表面污染情况.结果表明,原膜阈通量为45 L·(m~2·h)~(-1),联用工艺下阈通量为81 L·(m~2·h)~(-1),联用工艺相对原膜阈通量提高了约80%;且联用工艺的污染速率最低,约为0. 001 37k Pa·min-1·L-1·m~2·h.相同臭氧投量与CNT负载量下,对比联用工艺阈通量与临界通量运行情况,得出阈通量下运行过水量高于临界通量运行,表明阈通量下运行能够缓解膜污染,延长膜组件的运行时间.膜污染碳平衡实验结果表明,采用CNT对膜改性后,膜组件的纳污能力与可恢复性得到明显提高,臭氧氧化能够进一步提高CNT改性膜组件的可恢复性,大幅提高其过水性能和使用时间.