13X分子筛对水体中钒离子的吸附

为研究分子筛对水体中重金属的吸附效果,选取了13X分子筛作为实验材料,研究其对钒离子的吸附效果。分别研究了在不同温度、时间、溶液pH值和初始钒浓度的条件下,13X分子筛对钒离子的吸附量,结果表明:酸性条件更利于13X分子筛对钒的吸附,溶液pH≥5时吸附量趋于0;随着反应温度的升高,13X分子筛对钒离子的吸附量逐渐增加;13X分子筛对钒离子的吸附符合Langmuir模型和拟二级动力学模型。13X分子筛对钒离子具有一定的吸附效果,在一定的处理工艺条件下,可作为水体钒污染的修复材料。但针对不同来源废水的特点,需对分子筛进行改性并进一步优化修复工艺条件以实际应用。     

表面活性剂改性4A分子筛对Cr(VI)的吸附行为

采用浸渍法对4A分子筛进行表面改性,通过引入阳离子表面活性剂,使4A分子筛表面附着季铵型阳离子,并与反离子Br-形成"阴离子交换膜",从而促使更多的Cr(VI)阴离子通过离子交换吸附到改性4A分子筛上,通过X-射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对样品的物相结构和组成进行表征分析。研究表明,表面活性剂的类型和疏水碳氢链结构会影响4A分子筛的吸附能力,十八烷基三甲基溴化铵(OTAB)碳氢链长,在分子筛表面形成的双分子层密,对Cr(VI)的吸附量最大。采用准一级、准二级、Elovich和Bangham动力学模型对六价铬的吸附数据进行拟合,其中准一级动力学方程最符合十八烷基三甲基溴化铵改性分子筛的吸附行为。同时,分别从Langmuir和Redlich-Peterson等温吸附模型获得六价铬的最大吸附量为13.98 mg/g,且改性分子筛以均一表面吸附为主。     

电吸附活性炭电极制备及电吸附特性

电极的材料和制备是电吸附技术的核心。本研究进行了活性炭电极的制备、改性和表征,并分析其电吸附特性。结果表明,物理化学改性活性炭电极比表面积可达748.54 m2/g,分别是物理改性、化学改性活性炭电极的1.22和12.16倍,电吸附效果最佳。其对Na Cl紊态电吸附效果是物理改性活性炭电极的1.28倍,化学改性活性炭电极的3.75倍。对Na Cl紊态电吸附单位吸附量为7.19 mg/g,是静态吸附的8.78倍。对Na Cl、Na2SO4和Na3PO4紊态电吸附单位吸附量依次为5.94、11.83和21.47 mg/g,单位吸附量和吸附平衡时间随着被吸附离子的负电荷增加而增加。紊态电吸附过程符合一级动力学,吸附过程是由扩散机制控制的、伴随着电场作用的慢吸附过程。     

Ni-Y分子筛对燃料油中二苯并噻吩的吸附性能研究

以Y型分子筛为载体,采用液相离子交换法制备Ni-Y分子筛吸附剂。采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP)、低温液氮吸附法、X射线衍射(XRD)等手段对Ni-Y分子筛进行表征,使用静态吸附方法考察吸附条件对分子筛吸附燃料油中二苯并噻吩性能的影响,并使用Langmuir-Freundlich(L-F)方程对分子筛的吸附等温线进行拟合。结果表明,Ni2+离子的改性对分子筛的孔道结构影响不显著。吸附过程中,吸附时间、剂油比以及芳烃类物质的干扰,都对吸附效果有较大影响。利用L-F方程拟合,计算出25℃时Ni-Y分子筛对二苯并噻吩的饱和吸附量为72.9 mg/g。     

过渡金属离子改性MCM-41对乙烯吸附的影响

为了提高吸附剂对乙烯气体的吸附量,对常见的MCM-41分子筛进行了过渡金属离子改性研究。通过镍离子交换实验,确定了改性条件,改性后的样品对乙烯的吸附行为发生改变。使用镍离子改性后的MCM-41在常温常压下对乙烯的最大吸附量为可达416cm3／g,约为商用颗粒活性炭的6倍,远高于其他文献的报道。吸附质的检测结果说明乙烯在其吸附过程中发生多聚反应,高碳数的直链烯烃为最终产物。CO原位红外吸附的引人证实经过热处理后,一价镍能在镍离子改性后的MCM-41样品中形成并成为乙烯聚合反应的活性中心。     

天然及CaCl2改性沸石对四环素的吸附

通过静态吸附实验研究了水中四环素在天然和CaCl2改性沸石上的吸附行为及机制。实验表明,天然沸石对四环素具有吸附能力,CaCl2改性可以提高沸石对四环素的吸附能力。天然和改性沸石对四环素的吸附符合拟二级动力学模型,颗粒内扩散不是吸附过程的主要控制步骤。Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)等温吸附模型可以较好地描述实验所用2种沸石对四环素的吸附行为,D-R等温方程拟合结果显示吸附过程包含离子交换作用。通过对天然和改性沸石吸附四环素前后溶液中主要阳离子浓度变化分析证实了该吸附过程包含离子交换作用。实验研究了pH值变化对沸石吸附四环素的影响,当pH=3～5时,天然和改性沸石对四环素的吸附量均随pH值的增加而急剧下降,而pH=5～10时,天然和改性沸石对四环素的吸附量变化均不明显,推测可能是离子交换作用和化学沉淀吸附作用所致。另外,实验还初步探索了溶液离子强度对沸石吸附四环素的影响情况,随着溶液中Na+和Ca2+离子强度的增加,吸附量先急剧降低随后趋向平稳,进一步说明了沸石对四环素的吸附过程不是由单一机制控制的。     

天然及CaCl_2改性沸石对四环素的吸附

通过静态吸附实验研究了水中四环素在天然和CaCl2改性沸石上的吸附行为及机制。实验表明,天然沸石对四环素具有吸附能力,CaCl2改性可以提高沸石对四环素的吸附能力。天然和改性沸石对四环素的吸附符合拟二级动力学模型,颗粒内扩散不是吸附过程的主要控制步骤。Freundlich和Dubinin-Radushkevich（D-R）等温吸附模型可以较好地描述实验所用2种沸石对四环素的吸附行为,D-R等温方程拟合结果显示吸附过程包含离子交换作用。通过对天然和改性沸石吸附四环素前后溶液中主要阳离子浓度变化分析证实了该吸附过程包含离子交换作用。实验研究了pH值变化对沸石吸附四环素的影响,当pH=3～5时,天然和改性沸石对四环素的吸附量均随pH值的增加而急剧下降,而pH=5～10时,天然和改性沸石对四环素的吸附量变化均不明显,推测可能是离子交换作用和化学沉淀吸附作用所致。另外,实验还初步探索了溶液离子强度对沸石吸附四环素的影响情况,随着溶液中Na＋和Ca2＋离子强度的增加,吸附量先急剧降低随后趋向平稳,进一步说明了沸石对四环素的吸附过程不是由单一机制控制的。     

酸碱、高温改性13X分子筛及其对苯乙烯的吸附

针对原样13X分子筛吸附速率和吸附容量低的问题,通过碱溶液(NaOH,NH_3)和酸溶液(CH_3COOH,HCl)对13X分子筛进行浸渍改性,并对酸改性后的分子筛进行高温二次处理,考察了试剂种类、试剂浓度、浸渍时间、焙烧温度、焙烧时间5个因素对分子筛吸附性能的影响,并采用SEM和BET进行了表征。结果表明:最佳改性条件是盐酸浓度6.0 mol·L~(-1)、浸渍时间24 h、焙烧温度450℃、焙烧时间6 h;在最佳条件下制备的改性分子筛极大提高了对苯乙烯的吸附速率和吸附容量;改性后的分子筛对苯乙烯的动态吸附更符合准2级动力学模型,R2均大于0.98;SEM表征结果说明改性后分子筛表面孔隙率明显增加;BET比表面积分析结果说明酸改性可使分子筛各类孔面积增加,而高温改性会使BET比表面积和中孔面积增加,微孔面积降低;相关分析结果显示,改性分子筛对苯乙烯动态饱和吸附量与BET比表面积和中孔面积均呈显著正相关。     

微孔分子筛的合成及其去除水中氨氮的实验研究

以廉价的天然矿物岩石作为主要原料,采用水热晶化法合成了微孔分子筛。分子筛有效孔径约为0.9 nm,BET比表面积583m2/g,阳离子交换容量(CEC)316 meq/100 g。将其用于水体中氨氮的去除,实验结果表明,分子筛对氨氮的吸附速率较快,吸附时间为20 min时,吸附基本达饱和;分子筛对氨氮的最大吸附量可达11.6 mg/g,其吸附规律很好地符合Fruendlich吸附等温式;在有干扰离子如Ca2+、Mg2+、Al3+和Fe3+等存在的情况下,仍能优先选择吸附NH4+,且吸附率几乎没有变化。动态吸附柱实验的效果好于静态实验,出水12 h内去除率均>85％;饱和了氨氮的分子筛,用氢氧化钠溶液洗脱再生,解吸率达92％,再生后的分子筛与原分子筛相比吸附率几乎没有降低。     

酸性甲醛改性对花生壳吸附重金属离子的影响

花生壳的酸性甲醛改性对重金属离子的吸附有较大影响.改性过程使花生壳中一些含有羟基、羧基、芳香环、C-O和C-O-C键的混合物被脱除.改性后花生壳的等电点略有升高,而和羧基有关的表面负电荷量则明显降低.混合物的脱除使Pb2 的吸附量明显降低,Cr3 、Cu2 的吸附量改变不大.改性使羧基减少的同时也暴露了新的Cr3 、Cu2 的吸附位点.改性还有利于增加重金属离子在花生壳内孔中的传质速率,从而使吸附达到平衡的时间略有减少.     

制备条件对Ni-Y分子筛的性质及其吸附二苯并噻吩性能的影响

采用液相离子交换法制备Ni-Y分子筛,考察制备条件对它的性质及其吸附燃料油中二苯并噻吩(DBT)性能的影响。结果表明:(1)采用液相离子交换法制备Ni-Y分子筛适宜使用0.1mol/L的Ni(NO3)2溶液作为离子交换液,交换温度提高有利于Ni-Y分子筛的含Ni量增大。(2)当活化温度为300～450℃时,脱硫率随活化温度提高而增大,原因是温度升高有利于除去分子筛的吸附水和结晶水,增加其与有机物质的亲和力。活化温度高于450℃后,Ni-Y分子筛的脱硫率大幅下降,可能是因为高温下分子筛表面的Ni2+反应生成NiO化合物,同时使Ni2+由超笼向稳定的SI位置迁移。(3)在甲苯等干扰物质存在的条件下,Ni-Y分子筛的吸附性能优于其他分子筛,其对DBT为500mg/L、甲苯体积分数为5%的模拟燃油中DBT吸附量分别是Na-Y、Mg-Y及Cu(Ⅱ)-Y分子筛的2.57、2.32、4.24倍,因而更具有实际应用价值。     

铜-胺改性ZSM-5吸附剂的制备及其对NOx的净化机理

以ZSM-5分子筛粉体为原料,成型后负载铜盐和有机胺改性,制备出一种高效脱除氮氧化物的吸附剂。通过改变铜盐、有机胺的含量以及铜盐活化温度使吸附剂的性能得到优化,在实验条件下（NO：初浓度1000mg／m^3,气流2．7L／min）床层对NO2动态吸附的透过时间由改性前的3min提高到90min,并使NO气体的释放得到有效减缓。通过动态吸附实验研究了NO释放时间在负载前后的变化,通过X射线光电子能谱（XPS）和红外分析（FTIR）研究了吸附剂表面铜元素、有机基团等在吸附前后的变化规律,提出了可能的净化机理。     

巯基功能化13X分子筛对Pb(Ⅱ)的吸附

用3-巯丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）对13X分子筛表面进行修饰,采用XRD和FT—JR测试方法对功能化前后的分子筛结构进行表征,结果表明,功能化后分子筛在保持原有结构同时表面还接枝了对Ph^2＋离子有吸附能力的巯基基团。吸附实验表明,巯基功能化分子筛对水中Ph^2＋离子比原分子筛具有更强的吸附去除效果,饱和吸附容量和去除率提高近一倍。SH-13X对Ph^2＋离子的等温吸附符合Langmuir模型,最大吸附容量为47．01mg／g,吸附强度b为2．26。动力学分析表明SH-13X对Ph^2＋离子的吸附过程更符合准二级动力学模型,而且粒内扩散不是该吸附过程的主要吸附机制。溶液中的Ph“与嫁接在分子筛表面及孔口位置的-SH功能团形成配位络合物而去除。     

改性木屑对铜离子的吸附性能

用热解+Na OH浸泡的方法制备改性木屑,通过表征手段观察了改性后木屑表面结构的变化,并研究了改性木屑对水溶液中Cu2+的吸附性能。结果表明:改性木屑表面变光滑,羟基增多;与原木屑和活性炭相比,改性木屑的平衡时间缩短了60 min,吸附速率提高了50%;改性木屑对铜离子的吸附符合Langmuir等温模型,最大吸附量为31.25 mg·g~(-1),是原始木屑吸附量的8倍,是活性炭的3倍。     

矸石基X型分子筛对水中Co2+、Cu2+、Cd2+和Cr3+的去除

以煤矸石为原料,采用碱熔后水热合成法制备X型分子筛并进行XRD、SEM、BET和Zeta电位分析。研究其对水中Co2+、Cu2+、Cd2+和Cr3+4种离子的吸附性能,包括吸附等温线、吸附动力学以及初始金属离子浓度、pH值对吸附性能的影响。所合成的矸石基X型分子筛的BET比表面积为676.02 m2/g,微孔孔容为0.263 cm3/g。吸附实验表明,矸石基X型分子筛能有效去除上述4种离子,同时实现煤矸石的资源化和金属离子的去除。4种离子的平衡吸附量均随初始浓度的增大而增大,相同条件下平衡吸附量的大小顺序为Cd2+>Cr3+>Cu2+>Co2+。准二级动力学模型能很好地描述4种离子的吸附动力行为。Langmuir模型对Co2+、Cu2+和Cd2+吸附的拟合较Freundlich模型高,说明其主要表现为物理吸附过程。4种离子的吸附速率均由液膜扩散和颗粒内扩散共同控制。     

离子液体负载型分子筛的制备及对染料的吸附

为了有效地处理活性黑染料废水,对离子液体负载型分子筛去除水中的活性黑染料进行了研究。首先制备了离子液体负载型吸附材料,分别考察了分散剂种类、离子液体加入量、浸渍时间3种因素对离子液体负载率的影响,确定负载工艺条件为:二氯甲烷作为分散剂、[OMim]BF4离子液体与分子筛质量比1∶2,浸渍时间12 h。其次研究了负载型吸附材料对染料废水的处理效果,考察了吸附材料添加量、溶液pH值、吸附时间对模拟废水活性黑染料去除率的影响,确定吸附工艺条件为:[OMim]BF4离子液体为最佳离子液体、吸附材料添加量0.40 g、pH=6、吸附时间12 h。在此最佳工艺条件下,染料去除率达98.23%。     

粉煤灰合成NaX型分子筛的表征及其对Fe~（2＋）离子的吸附研究

以高温碱熔融处理粉煤灰合成了NaX型沸石分子筛,考察了不同水热晶化温度对产物结果的影响,用粉末XRD、XRF、SEM和FT-IR等手段对产品进行了表征,结果表明,以粉煤灰为原料用水热合成法合成微孔分子筛时,在晶化温度为90℃时能得到晶形较好的NaX型分子筛。同时考察了NaX分子筛的用量、时间和pH值等因素对Fe2＋离子的吸附影响,在25 mL Fe2＋离子浓度为2×103 mg/L的溶液中,当吸附剂用量为0.2 g,吸附时间为2 h,吸附效率达到最大值（36.41%）,而随着溶液pH值的升高其吸附效率显著增大。     

改性黄麻制备及其对铜离子的吸附

从地表水突发污染应急处置实际需求的角度,考虑纤维材料的现场实用性,研究了均苯四甲酸二酐改性黄麻的制备过程及对重金属铜离子的吸附性能,吸附等温线、吸附动力学和吸附热力学。通过正交实验对改性条件进行了优化,结果表明,反应物(黄麻与酸酐)配比和反应温度对改性黄麻的吸附量有十分显著的影响;在室温,p H为5~7的条件下,改性黄麻对铜离子的吸附容量为43.56 mg/g,比原态黄麻提高了7倍多;改性黄麻对铜离子的吸附符合Langmuir模型,为单分子层吸附;吸附过程是符合假二级动力模型的自发吸热反应。     

表面改性活性炭对水中头孢拉定的吸附性能

为了研究改性前后活性炭对水中低浓度头孢拉定的吸附效果,探讨了投加量、初始浓度、温度、p H值和时间对吸附去除率的影响。结果表明,经Fe(NO3)3溶液改性后,活性炭对头孢拉定的吸附能力得到加强;经Fe(NO3)3溶液浸渍改性获得的活性炭对头孢拉定的吸附,能很好地与Langmuir型等温方程拟合,线性相关数达0.98以上;吸附过程符合二级反应动力学描述,线性相关数达0.998以上。     

分子筛改性及其在高湿条件下对甲苯的吸附

为提高分子筛在含水条件下对VOCs的吸附性能,采用表面修饰方法选取三甲基氯硅烷(TMCS)、甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、六甲基二硅胺烷(HMDS)等3种不同硅烷试剂对强亲水性的商业Na Y分子筛进行改性,对比测试了在干燥和较高湿度条件下样品对甲苯的动态吸附性能。样品表征结果表明,硅烷化改性后分子筛骨架结构未发生明显改变,表面积和孔径均有所减小。采用上述3种试剂改性后,样品的静态水接触角从0依次增加为69.2°、45.2°和19.0°,憎水性明显提高。在甲苯初始浓度为4 500 mg·m~(-3),相对湿度为80%的固定床实验条件下,改性分子筛对甲苯的吸附量分别增加了78%、73%和34%。