壳聚糖交联β-环糊精对水中铬酸盐的吸附研究

以戊二醛为交联剂,通过在壳聚糖分子链上引入β-环糊精,制备出壳聚糖交联β-环糊精高聚物(CTS-CD),并研究了CTS-CD对水中铬酸盐的吸附性能.实验结果表明,在pH=5、318 K的条件下,CTS-CD对铬酸盐的饱和吸附容量为105 mg·g-1;吸附过程符合Lagergren二级动力学模型,吸附速率常数随温度的升高而增大,其表观活化能为32.2 kJ·mol-1;吸附等温模型符合Langmuir等温式,为单分子层吸附;吸附铬酸盐的ΔH、ΔS、ΔG分别为40.6 kJ·mol-1、158 J·mol-1·K-1、-9.54 kJ·mol-1,表明CTS-CD对水中铬酸盐的吸附主要为化学吸附.     

β-环糊精/醋酸纤维素纳米纤维的制备及对染料废水的处理

制备了不同β-环糊精(β-CD)含量的醋酸纤维素(CA)纳米纤维膜,并对纤维膜的结构形貌、尺寸分布、孔隙率、比表面积以及纤维膜的力学性能进行表征分析。随后研究了不同β-CD含量、初始浓度、吸附时间下,纳米纤维膜对甲基红染料的截留性能和吸附性能。结果表明:过量(≥30%)的β-环糊精会使纳米纤维产生珠节,纤维的形貌和力学性能变差;吸附试验表明,β-CD的加入提高了CA纳米纤维膜对染料的吸附,MR吸附率可达93.48%,最大平衡吸附量可达181.74 mg/g,比纯CA纳米纤维膜提高了将近40%;此外,染料的截留实验表明,纳米纤维膜对染料的截留效果较差,最大截留率为50.35%。     

海藻去除水中双偶氮染料机理及重金属离子研究

对铜离子协同海藻使偶氮氯膦Ⅲ染料分子脱色和海藻同时吸附去除五种重金属离子的特性进行了研究。结果表明,海藻对Cu（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）、Hg（Ⅱ）离子的吸附去除受pH和吸附时间的影响较大,在pH＝6～7时,对以上5种金属离子的去除率都在79％以上。适量的铜离子能很好地协同海藻处理水中的偶氮染料,脱色率可达100％;而单独的海藻体系则完全不能吸附偶氮氯膦Ⅲ染料分子。研究了Cu（Ⅱ）协同海藻处理染料的脱色机理。处理染料的海藻的再生性能也很好。     

新生MnO2对甲基橙的脱色作用研究

以化学法合成的新生MnO2作吸附剂，对水中甲基橙染料进行吸附脱色研究，探讨了影响吸附的因素和吸附机理。结果表明：新生MnO2对甲基橙的吸附符合Langmuir吸附等温式，吸附速率大吸附前溶液pH值是影响染料脱色效果的最主要因素，吸附后溶液pH值和温度影响程度较小。在实验条件下可使甲基橙脱色率达99％。     

铁有机骨架材料对偶氮型阴离子染料的吸附

金属有机骨架材料由于结构可调、可选择性吸附和可再生性等优点成为处理染料废水的新型材料。以常温下合成的铁有机骨架材料作为吸附剂,探索铁有机骨架材料对具有相似结构的阴离子染料吸附性能的影响。结果表明:在酸性条件下,铁有机骨架材料对染料的脱色率更高;并且材料对阴离子染料的吸附量随着染料初始浓度的增大而增大。Langmuir恒温吸附模型可以很好地描述吸附过程,计算得到的饱和吸附量随着染料分子截面积的增加而减小。对吸附机理进行探讨发现:Fe-BDC的电荷中心与阴离子染料之间的静电引力是吸附的主要作用力,染料分子中羟基、氨基等含有孤对电子的官能团与Fe-BDC中铁原子的相互作用也是吸附的重要作用力。     

菌株HX5对多种染料的吸附作用

研究了HX5生长菌体对分属活性、酸性、碱性、直接和分散5大类的26种染料的吸附性能．结果表明，HX5生长菌体可在5h内完全吸附直接染料和分散染料，碱性染料在生长菌体上完全吸附脱色的时间为12h，其次是活性染料，最不易吸附的为酸性染料．染料在生长菌体上的吸附由染料分子的结构和性质所决定，直接染料分子呈线性平面结构、疏水性较强，易于吸附，完全吸附脱色的时间为5h；分散性染料水溶性较差，在静电力的诱导之下即可在较短时间内完全吸附脱色；碱性染料分子带正电，与带负电荷的菌丝球表面异性电荷相吸从而发生吸附脱色；活性染料分子中的氨基质子化后与菌丝球表面相互吸引，氨基质子化的程度越高，吸附效果也就越好；酸性染料分子中氨基质子化程度受到结构本身的限制，以及不存在带正电荷的基团，因而吸附效果最差．     

新生MnO2对水中活性艳红K-2G的脱色作用研究

以化学法合成的新生MnO2作吸附剂，对水中活性艳红K－2G进行吸附脱色研究，探讨了影响吸附的因素和吸附机理，结果表明：新生MnO2对活性艳红K－2G的吸附符合Langmuir吸附等温式，吸附前溶液pH值是影响染料脱色效果的最主要因素，染料浓度，MnO2投加量和温度影响程度较小，在实验条件下可使活性艳红K－2G的脱色率高达96％。     

甘蓝皮生物吸附去除水中的阳离子染料

研究了低值的地产甘蓝皮生物吸附去除水中阳离子染料的可行性,选用了亚甲蓝、中性红、吖啶橙3种染料,研究了各种操作条件对吸附的影响,如吸附剂量、染料浓度、吸附剂粒径、pH值、吸附时间等,确定了最佳吸附条件.结果表明,初始pH值大于4,3种染料去除率高.吸附在12h达到平衡.吸附等温线符合Langmuir或Freundlich模式,吸附过程符合Langergren准一级动力学方程.由此表明甘蓝皮是一种优良的处理阳离子染料废水的生物材料.     

超临界水氧化分散染料分子研究

在380～460℃,20-30MPa条件下,对分散红60染料分子在超临界水中氧化降解情况进行了研究.结果表明,随着反应温度,压力和氧化剂量增加,废水中有机物(以CODCr表示)去除率逐步上升.染料分子在很短时间内被氧化分解生成以苯酚、苯甲酸、邻苯二甲酸为主的中间产物.推导得出了分散红染料分子在超临界水中的降解路径.     

铁有机骨架材料的快速合成及对阴离子染料的吸附性能

染料废水色度高,难以生化处理,吸附法是有色废水处理的重要方法.采用常温快速合成铁有机骨架材料,通过IR和XRD对合成的材料进行表征;并研究铁有机骨架材料对阴离子染料的吸附性能.结果表明常温快速反应能够合成铁有机骨架材料,材料比表面积和孔体积较高,等电点p H为3.7.铁有机骨架材料在酸性条件下更容易吸附水中的阴离子染料;随染料浓度的增加,材料对染料的吸附量逐渐增大,Langmuir恒温吸附模型可以很好描述该过程,计算的吸附参数表明吸附过程容易进行.材料对染料的吸附为准二级动力学,染料结构会显著影响铁骨架材料吸附过程,络合结构的偶氮染料能够快速达到吸附平衡.     

环糊精对Fe(Ⅲ)引发双酚A光降解的影响

环糊精口α-CD、β-CD和γ-CD能分别与双酚A形成1:1主-客体包结物.在250W金属卤化物灯(λ≥365 nm)光照下,研究了在Fe(Ⅲ)-OH配合物体系中,不同环糊精对双酚A光降解的影响.结果表明,β-CD能较大地促进双酚A的光降解,α-CD次之,而γ-CD对双酚A的光降解存在一定的抑制;并且CDs浓度的变化对双酚A光降解的初始速率有明显的影响.双酚A光降解的初始速率随着β-CD和α-CD浓度增大而增加,当β-CD=60μmol/L时达到最大,然后随着浓度增大而降低,而BPA的光降解初始速率随γ-CD浓度的增加总的趋势是减小的.通过计算机软件Gaussian98,采用PM3方法模拟了环糊精与双酚A的包结行为,进一步说明3种环糊精与双酚A形成主-客体包结物对光降解的影响.     

树脂基纳米钛锆氧化物复合吸附剂同步去除水中磷和氟

以大孔强碱性阴离子交换树脂D201为基体,负载纳米钛、锆氧化物,制备新型树脂基纳米钛锆氧化物复合吸附剂TiZr-D201.通过吸附等温线实验、pH影响实验、竞争吸附实验、动力学实验及柱吸附实验,并结合对吸附剂的表征,探讨了复合吸附剂对水中磷和氟的吸附性能和相应的吸附机制.结果表明,当pH值为5.8,温度为308K时,Ti-Zr-D201对磷和氟的Langmuir拟合最大吸附容量分别是34.9 mg·g~(-1)和35.1 mg·g~(-1),且吸附行为是自发进行的,温度越高,吸附效果越好;与磷相比,pH值对Ti-Zr-D201吸附氟的影响更为显著;选取SO_4~(2-)、NO_3~-和Cl~-作为竞争离子,Ti-Zr-D201较基体D201表现出很好的抗干扰能力;内扩散模型拟合结果表明Ti-Zr-D201在吸附平衡前存在两个不同的吸附阶段;柱吸附实验表明Ti-Zr-D201具有稳定的结构和良好的动态吸附性能,并且可再生循环使用,具备实际应用的潜力.     

Brilliant red X-3B uptake by a novel polycyclodextrin-modified magnetic cationic hydrogel: Performance, kinetics and mechanism

A novel polycyclodextrin-modified magnetic cationic hydrogel (PCD-MCH) was developed and its performance, kinetics and mechanism for the removal of reactive brilliant red X-3B (X-3B) were studied. The results showed that the zeta-potential of PCD-MCH was 32.8 to 16.7 mV at pH 3.0–10.5. The maximum X-3B adsorption capacity of PCD-MCH was 2792.3 mg/g. The adsorption kinetics could be well-described by the Weber–Morris model and the homogeneous surface diffusion model (HSDM). Diffusion stages corresponding to surface or film diffusion, intra-particle or wide mesopore diffusion, and narrow mesopore/micropore diffusion occurred at 0–120, 120–480 and 480–1200 min, respectively. The latter two diffusion stages were rate-controlling for X-3B adsorption kinetics. At the initial X-3B concentration of 600 mg/L, the diffusion coefficient (D_s) and external mass transfer coefficient in the liquid phase (k_F) were 3 × 10^?11 cm²/min and 4.68 × 10^?6 cm/min, respectively. X-3B approaching the center of PCD-MCH particles could be observed at 360 min. At the end of the third diffusion stage, the C_p at q/q_e = 0 was 45.20 mg/L, which was close to the homogeneous C_p value of 46 mg/L along the radius of PCD-MCH particles. At pH 3.0–10.0, PCD-MCH showed stable X-3B adsorption capacities. After five regeneration-reuse cycles, the residual adsorption capacity of regenerated PCD-MCH was higher than 892.7 mg/g. The corresponding adsorption mechanism was identified as involving electrostatic interactions, cyclodextrin cavities and hydrogen bonds, of which cyclodextrin cavities showed prominent capture performance towards dye molecules through the formation of inclusion complexes.     

改性泥炭-树脂颗粒对水溶液中酸性橙Ⅱ的吸附

通过批量实验研究了改性泥炭-树脂颗粒对水溶液中酸性橙Ⅱ的吸附特性.Langmuir和Freundlich吸附等温方程被用于分析吸附等温数据,准一级动力学模型、准二级动力学模型和颗粒扩散模型被用于吸附动力学实验数据分析.结果表明,改性泥炭-树脂颗粒对水溶液中酸性橙Ⅱ的吸附过程符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程,最大吸附量达到71.43 mg·g^-1;颗粒扩散模型能够很好地描述改性泥炭-树脂颗粒对水溶液中酸性橙Ⅱ的吸附动力学过程,水溶液中染料的初始浓度、颗粒直径、颗粒量及搅拌速度对吸附速率均产生一定的影响.改性泥炭-树脂颗粒对水溶液中酸性橙Ⅱ的吸附作用主要发生在颗粒的外表面.     

污泥生物炭硼掺杂改性及其对水中1,2-二氯乙烷吸附行为和机制

以市政污泥为前驱体，采用硼酸掺杂改性共热解法，制备了污泥生物炭(BC600)和B掺杂污泥生物炭(BBC600),采用SEM、BET、FTIR、Zeta电位和静态接触角等手段对材料进行了结构表征，研究了BC600和BBC600对水中1,2-二氯乙烷(1,2-DCA)的吸附行为、机制和影响因素.结构表征结果表明，B掺杂改性后，生物炭中B元素含量、比表面积和孔容分别提高了76%、48%和30%;B掺杂改性对生物炭表面电荷及亲疏水性影响不大，BC600和BBC600表面均带有负电荷，接触角均<90°,两者均具有较好的亲水性.吸附实验结果表明，BBC600对1,2-DCA的吸附性能优于BC600,缘于BBC600更大的比表面积和强度更高的含氧官能团；准一级动力学方程可以较好描述BC600吸附1,2-DCA过程，准二级动力学方程能较好拟合BBC600吸附1,2-DCA过程，颗粒内扩散不是影响吸附速率的唯一限速步骤；碱性条件下生物炭材料更加分散和稳定，且其含氧官能团去质子化，供电子能力增强，有利于对1,2-DCA的吸附；腐殖酸(HA)对BC600吸附1,2-DCA呈现低浓度促进，高浓度抑制的作...     

煅烧阴离子粘土(LDO)对低浓度活性艳橙X-GN的吸附研究

以不同Mg/Al比(物质的量比)的合成阴离子粘土为原料,在500℃条件下煅烧制备了煅烧阴离子粘土(LDO),研究其对低浓度活性艳橙X-GN的吸附行为,并用XRD、FTIR、XRF、BET等对LDO进行表征,通过研究解吸行为验证其吸附机理.实验表明,Mg/Al比为4∶1的LDO的吸附效果比2∶1的LDO好,Mg/Al比为...     

基于铁锰泥的除砷颗粒吸附剂制备及其比较

地下水除铁除锰滤池反冲洗铁锰泥具有良好的除砷效果,但因其粉末形态不易固液分离,本文采用高温烘焙法和包埋法以铁锰泥为原料制备颗粒吸附剂,其中包埋法采用烘干和冻干两种干燥方法制粒.结果表明,3种颗粒吸附剂:高温烘焙颗粒吸附剂(GA)、包埋烘干吸附剂(H-GA)和包埋冻干吸附剂(D-GA),表面粗糙,比表面积分别为43. 830、110. 30和129. 18 m~2·g~(-1).吸附实验表明,H-GA和D-GA对砷的吸附远大于GA,GA、H-GA和D-GA最大吸附量分别为5. 05、14. 95和13. 45 mg·g~(-1). Langmuir模型能更好地拟合H-GA和D-GA对砷的吸附,Freundlich模型更好地拟合GA的吸附过程,准一级动力学和准二级动力学模型均能拟合3种吸附剂的动力学数据.酸性环境更有利于砷的吸附.包埋法制备的颗粒吸附剂H-GA和D-GA保留了铁锰泥原始结构,比表面积也远大于GA,因此吸附效果比GA好.两种干燥方式烘干和冻干对吸附没有明显影响.     

活性炭中孔结构对双组分染料的竞争吸附

为探讨GAC(颗粒活性炭)的V_mes(中孔孔容)对双组分染料吸附行为的影响,对GAC进行改性,得到V_mes分别为0.16、0.25、0.30、0.50 cm3/g下的中孔GAC,并对MB(亚甲基蓝)、CV(结晶紫)、MO(甲基橙)进行了单组分和双组分体系的吸附试验.结果表明:①单组分体系中,随着V_mes的增加,各染料的饱和吸附量均增大,MB从88.98 mg/g增至226.69 mg/g;CV从56.04 mg/g增至105.17 mg/g;MO从64.87 mg/g增至129.66 mg/g.②在由MB和MO组成的分子量接近的双组分体系中,两种染料表现为拮抗作用;随着V_mes的增加拮抗作用增强,并且对MB的拮抗作用大于对MO的作用.③在由MB和CV组成的分子量相差较大的双组分体系中,对于分子量较小的染料MB表现出拮抗作用,随着V_mes的增加,拮抗作用逐渐减小;对于分子量较大的染料CV来说,随着V_mes的改变吸附行为发生改变,当V_mes小于0.25 cm3/g时表现为协同作用,大于0.30 cm3/g转变为拮抗作用,并且随着V_mes的增大逐渐增强.研究显示,染料分子的物理形态对双组分物质竞争吸附的影响起到决定性作用,而吸附剂V_mes的增加促进了对单双组分染料分子的吸附容量增加.      

海州香薷根细胞壁对铜的吸附固定机制研究

海州香薷是铜耐性植物,细胞壁是其吸收积累铜的重要场所.本文利用细胞壁化学改性结合吸附动力学试验和红外光谱学研究了海州香薷根细胞壁及其组分对Cu2+的吸附动力学特征,以及它们吸附固定Cu2+的功能基团.吸附动力学试验表明,海州香薷根细胞壁对Cu2+吸附300 min后,吸附量已接近饱和水平,达到最大吸附量的90%左右;500 min时达到吸附饱和,饱和吸附量为5.85 mg·g-1.当细胞壁进行化学改性后,如氨水处理细胞壁使果胶变成低酯化的酰胺类果胶或者去除细胞壁中的纤维素,根细胞壁对铜的吸附量会显著降低.果胶和纤维素分别吸附了19.85%和25.48%的Cu2+,是细胞壁吸附固定Cu2+的两大主要组分.红外光谱研究也表明,在海州香薷根细胞壁吸附Cu2+的过程中,羟基、羧基和氨基是Cu2+的主要结合位点.其中,果胶为Cu2+的结合提供了羟基官能团,纤维素和半纤维素为Cu2+的结合提供了羧基官能团,而细胞壁蛋白提供了氨基官能团等结合位点.由此可见,根细胞壁及其各个组分对Cu2+具有较高的吸附固定能力,是海州香薷根系Cu耐性的重要机制.     

Effect of Na+ impregnated activated carbon on the adsorption of NH4+-N from aqueous solution

Two kinds of activated carbons modified by Na+ impregnation after pre-treatments involving oxidation by nitric acid or acidification by hydrochloric acid (denoted as AC/N-Na and AC/HCl-Na, respectively), were used as adsorbents to remove NH4+-N. The surface features of samples were investigated by BET, SEM, XRD and FT-IR. The adsorption experiments were conducted in equilibrium and kinetic conditions. Influencing factors such as initial solution pH and initial concentration were investigated. A possible mechanism was proposed. Results showed that optimal NH4+-N removal efficiency was achieved at a neutral pH condition for the modified ACs. The Langmuir isotherm adsorption equation provided a better fit than other models for the equilibrium study. The adsorption kinetics followed both the pseudo second-order kinetics model and intra-particle kinetic model. Chemical surface analysis indicated that Na+ ions form ionic bonds with available surface functional groups created by pre-treatment, especially oxidation by nitric acid, thus increasing the removal efficiency of the modified ACs for NH4+-N. Na+-impregnated ACs had a higher removal capability in removing NH4+-N than unmodified AC, possibly resulting from higher numbers of surface functional groups and better intra-particle diffusion. The good fit of Langmuir isotherm adsorption to the data indicated the presence of monolayer NH4+-N adsorption on the active homogenous sites within the adsorbents. The applicability of pseudo second-order and intra-particle kinetic models revealed the complex nature of the adsorption mechanism. The intra-particle diffusion model revealed that the adsorption process consisted not only of surface adsorption but also intra-particle diffusion.