黄原胶辐射接枝共聚物对Cd~(2+)的吸附研究

利用60Co-γ为辐射源,在氮气保护下对黄原胶(XG)和丙烯酰胺(AM)进行共辐射,制备黄原胶/丙烯酰胺接枝共聚物(XG-g-AM)。研究了XG-g-AM对Cd2+的吸附行为,利用红外光谱(IR)、热重分析(TGA)、X射线衍射仪(XRD)对接枝共聚物及吸附产物进行表征。结果表明:XG-g-AM对Cd2+离子吸附等温线符合Freund lich等温方程,吸附Cd2+使XG-g-AM结晶结构被进一步破坏,结晶度下降。25℃下,Cd2+浓度20 mmol/L时,吸附时间100 m in,平衡吸附量为0.835mmol/g。     

Fe3O4/SDS磁性纳米颗粒吸附水体中的Cd2+和Zn2+

一种新型纳米固相萃取吸附剂,由阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)包裹在Fe3O4磁性纳米颗粒表面形成,用于吸附水溶液中的重金属离子。研究了吸附过程的主要影响因素(如SDS浓度、溶液pH等)以及解吸过程的最佳条件,并对其机理进行了初步的探讨。研究结果表明,共沉淀法制备的Fe3O4颗粒粒径分布均匀,平均粒径约为54 nm;SDS浓度为300 mg/L时,Fe3O4/SDS磁性纳米颗粒吸附Cd2+和Zn2+的能力最强;在一定浓度范围内,Fe3O4/SDS体系对Cd2+和Zn2+的吸附平衡数据符合Langmuir吸附等温方程,饱和吸附量分别为22.42 mg/g和13.95 mg/g。最终结果表明,Fe3O4/SDS磁性纳米颗粒具有较强磁分离能力和较好的吸附效果。     

类水滑石复合金属氧化物的制备及催化分解N 2O的性能研究

采用共沉淀法制备了一系列类水滑石金属氧化物作为催化剂,并采用X射线荧光光谱(XRF)、BET分析、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对其进行了表征分析。结果表明,所制备的催化剂经过530℃焙烧仍基本保持了类水滑石的结构特征。催化剂表面CO_2吸附态大概可以划分为3种,即300℃以下的低温吸附态、300～550℃的中温吸附态及550℃以上的高温吸附态。催化剂催化分解N_2O性能的变化规律基本与其表面碱性变化相符。含La、Mg、Al的类水滑石复合金属氧化物催化剂具有较好的催化分解N_2O的稳定性。     

壳聚糖Pb2+螯合吸附剂的性能表征

用先印迹和后印迹方法制备了2种壳聚糖Pb2+螯合吸附剂(Pb-TMCS和TMCS-Pb),考察了吸附剂对 Pb2+的吸附性能。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和X 射线能谱仪 (EDS)对吸附前后的Pb-TMCS,TMCS-Pb及壳聚糖(CS)分别进行形貌、结构及组成的表征。结果表明, 与TMCS-Pb和CS相比,先印迹方法制备的Pb-TMCS对Pb2+的吸附容量最大,可达45.38 mg/g;表面更加粗糙;包覆了磁性物质Fe3O4,具有磁性,能够迅速从吸附后的溶液中分离出来;对Pb2+的吸附机理是—NH2、—OH和CS与Pb2+发生了螯合反应;先印迹能留下更多印迹空穴,对Pb2+的吸附选择性更好。     

高炉渣吸附废水中的铅

为探讨高炉渣去除水中铅的机理,采取等温吸附实验研究了高炉渣吸附铅的热力学特征,应用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)技术相结合的方法比较了吸附前后谱图的变化。实验结果表明,高炉渣吸附铅的平衡时间约为120 min;Freundlich方程可以很好地拟合不同温度下的吸附过程;平衡吸附量随温度升高有所减小,吉布斯自由能变化量为负值,吸附反应为一个自发放热过程。谱图分析显示,红外光谱980~1 100 cm-1和515 cm-1处波峰变化较为明显,X射线衍射谱在衍射角等于25°和35°附近出现了新峰;说明高炉渣内的Si—O—Si是主要吸附位点,参与反应的主要是炉渣内的硅氧键。     

CoFe2O4/MgAl-LDO吸附水中的Cr(Ⅵ)

采用水热法、共沉淀法合成CoFe2O4/MgAl-LDH,于高温下焙烧4 h后,制备出同时具有高吸附性能和磁分离性能的镁铝复合氧化物(CoFe2O4/MgAl-LDO),研究其对水中Cr(Ⅵ)的吸附效果。采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)等技术对吸附剂进行表征。通过序批实验考察了焙烧温度、溶液初始pH值、吸附时间、温度等因素对CoFe2O4/MgAl-LDO吸附Cr(Ⅵ)的影响。结果表明,当焙烧温度在450~550 ℃之间、溶液初始pH=2~6时,吸附剂对Cr(Ⅵ)均具有较好的吸附效果,且吸附反应在90 min内达到平衡。CoFe2O4/MgAl-LDO吸附Cr(Ⅵ)过程符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型,当温度为318 K时,理论饱和吸附容量为98.04 mg/g。热力学研究结果表明,该吸附过程为自发的、吸热反应过程。     

Fe_3O_4/SDS磁性纳米颗粒吸附水体中的Cd~（2＋）和Zn~（2＋）

一种新型纳米固相萃取吸附剂,由阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠（SDS）包裹在Fe3O4磁性纳米颗粒表面形成,用于吸附水溶液中的重金属离子。研究了吸附过程的主要影响因素（如SDS浓度、溶液pH等）以及解吸过程的最佳条件,并对其机理进行了初步的探讨。研究结果表明,共沉淀法制备的Fe3O4颗粒粒径分布均匀,平均粒径约为54 nm;SDS浓度为300 mg/L时,Fe3O4/SDS磁性纳米颗粒吸附Cd2＋和Zn2＋的能力最强;在一定浓度范围内,Fe3O4/SDS体系对Cd2＋和Zn2＋的吸附平衡数据符合Langmuir吸附等温方程,饱和吸附量分别为22.42 mg/g和13.95 mg/g。最终结果表明,Fe3O4/SDS磁性纳米颗粒具有较强磁分离能力和较好的吸附效果。     

石墨烯和氮化碳改性CuMn2O4催化臭氧氧化效能的对比

为了开发新型功能材料,使用石墨烯(rGO)和石墨相C3N4(g-C3N4)对CuMn2O4进行改性.采用X射线衍射仪、比表面积分析仪、X射线光电子能谱仪和电化学工作站等对改性前后的CuMn2O4进行了表征;比较了改性前后CuMn2O4对二苯甲酮-4(BP-4)的降解效果以及对溴酸盐的抑制效果;分析了2种复合催化剂的结构...     

改性花生壳对Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附机理

以前期制得改性块状花生壳为对象,测定改性花生壳等电点,考察离子强度对改性花生壳吸附Cd2+和Pb2+的影响、吸附前后吸附质溶液pH变化情况及蒸馏水、NaCl、HNO3、柠檬酸和EDTA 5种解吸液对Cd2+和Pb2+的解吸效果,并通过X-射线光电子能谱仪和傅里叶变换红外光谱仪对吸附前后的改性花生壳进行表征,推测并证实了改性花生壳对Cd2+和Pb2+可能的吸附机理。结果表明,改性花生壳对Cd2+和Pb2+可能的吸附机理是:Cd2+是通过外层络合、离子交换和内层络合的联合作用被吸附的;Pb2+主要是与改性花生壳上的O、N等活性基团发生内层络合;此外,改性花生壳表面生成的二氧化锰对Cd2+和Pb2+的吸附也起到一定的作用。     

改性La2O3/聚丙烯纤维对饮用水中磷的吸附及控菌效果

为了研究吸附剂在饮用水中除磷控菌效果,在聚丙烯(PP)纤维上负载氧化镧(La_2O_3)纳米颗粒,并用聚乙烯亚胺(PEI)对吸附剂表面进行亲水改性,制备出PEI/La_2O_3/PP纤维吸附材料,使用X射线衍射分析(XRD)对其进行了表征。实验结果表明:偏酸性条件有利于磷的吸附,溶液中共存离子对吸附效果的影响不大;当温度为45℃时,PEI/La_2O_3/PP对磷的饱和吸附容量达到76.67 mg·g-1,吸附过程能够较好地拟合Langmuir模型;吸附动力学过程能够较好地拟合准二级反应动力学方程。该吸附材料对饮用水中的微量磷具有良好的吸附去除效果,磷深度去除后能达到明显的抑菌效果。     

高效钙钛矿型H2-SCR催化剂的制备与研究

用溶胶凝胶法合成了3种不同B位的钙钛矿催化剂,同时用X射线衍射(XRD)、比表面积分析(BET)、扫描电镜(SEM)、程序升温化学吸附(TPR)4种手段对催化剂进行了物理化学表征.从经济性和实际性考虑,本研究使用了清洁无二次污染的H2作为SCR的还原剂,同时控制了H2的加入比例,在小NO/H2比(1∶1、1∶5、1∶10)情况下,考察了3种催化剂的催化效率.由于实际燃煤烟气中含有大量的O2,因此,同时考察了高O2(O2/NO=100∶1)的加入对氧化还原反应的影响.从考察结果我们得知,在NO/H2为1∶1时,LaCoO3和LaNiO3的催化活性优于LaMnO3,达到80％.而在高H2/NO比时,则是LaMnO3的催化活性最高,达95％以上.O2的加入对氧化还原反应影响较大,温度高于250℃时,O2出现竞争性反应,消耗了大部分的还原剂,使得NO脱除率降低,而在250℃以下,O2的影响较小.     

改性多壁碳纳米管对水中Cd2+的去除

为了增加多壁碳纳米管(multiwall carbon nanotubers,MWNTs)对水中Cd2+的吸附量,使用混酸对多壁碳纳米管进行氧化处理,采用红外光谱进行结果表征,并探讨了吸附时间、pH值和MWNTs的使用量、Cd2+的浓度及干扰离子对镉离子吸附的影响。结果表明,吸附时间为1.5 h、pH为5.3、吸附效果最佳,随MWNTs量的增加Cd2+去除量增加,共存的阳离子会降低对Cd2+的吸附效果,对Cd2+的吸附符合Longmuir吸附定律。研究同时表明,pH小于2时Cd2+能容易从碳纳米管上解吸。初步探讨了Cd2+吸附机制。     

纳米零价铁颗粒除磷反应机理

从溶液化学与固相表征两方面对纳米零价铁(NZVI)去除水中磷酸根(PO43-)的机理进行初步探究。分别研究不同初始pH值、溶解氧(DO)对NZVI除磷效果的影响,结果表明,酸性环境(pH为3.0~7.0)有利于NZVI除磷,且初始pH值越低,磷去除率越高;好氧环境较厌氧环境更利于磷的去除,DO>8.0 mg/L时对磷酸根的去除率是厌氧条件(DO2等7种不同去除材料中以Ca(OH)2的共沉淀作用去除率最大(99.9%),NZVI次之(87.2%),表明NZVI除磷机理中还存在共沉淀作用。采用多种固相表征手段对NZVI除磷前后进行分析:扫描电子显微镜(SEM)显示反应后出现不规则颗粒;X射线衍射(XRD)表明Fe3(PO4)2是主要反应产物;X射线光电子能谱(XPS)分析未发现磷被还原成低价态。研究表明,NZVI可有效去除水中磷酸根,主要去除机理包括:NZVI对磷酸根的吸附作用、NZVI在水中腐蚀产生的Fe2+离子对磷酸根的化学沉淀作用及铁氢氧化物与磷酸根的共沉淀作用。     

磁性还原石墨烯的制备及其对抗生素的吸附性能

针对日益突出的抗生素水污染问题,利用共沉淀法制备磁性还原石墨烯(rGO/Fe3O4),并研究其对污染物去除性能。通过考察pH、吸附时间、污染物浓度等影响因素,研究rGO/Fe3O4对四环素(TC)和磺胺嘧啶(SDZ)2种典型抗生素的吸附性能,并分析吸附机理。实验结果表明:rGO/Fe3O4对2种抗生素具有很好的吸附能力,对TC和SDZ的最佳吸附pH分别在4.0和5.0左右,对应的最佳吸附量分别达到(114.29±1.60)和(20.64±2.17)mg·g-1;对TC的吸附效果要好于SDZ。rGO/Fe3O4对2种抗生素污染物的吸附更符合准二级反应模型,表明吸附过程是由化学反应控制,而不是物理扩散控制,通过计算可知,TC的吸附速度要快于吸附SDZ。rGO/Fe3O4对TC和SDZ的吸附过程更接近 Langmuir 吸附等温方程,模拟的最大吸附量分别为123.46和28.49 mg·g-1,与实测值很吻合。rGO/Fe3O4具有优良的磁性分离效果,可以快速完成与液相污染物的分离;对rGO/Fe3O4吸附2种抗生素的机理主要包括π-π共轭作用、氢键作用、静电作用以及范德华力等,这些作用力使rGO/Fe3O4对抗生素具有优良的吸附性能。     

MnO2@矿渣去除废水中的铊

以工业磁性矿渣构建具有二氧化锰包覆层（MnO2@矿渣）的吸附剂,用于去除废水中的重金属铊元素。并探究吸附剂投加量、反应时间、反应pH、离子强度、有机物等影响因素及除铊机理。结果表明：在碱性条件下（pH=10）,MnO2@矿渣对水中的铊的吸附率达99.5%以上,10 min 内达到吸附平衡; MnO2@矿渣对铊的吸附容量随投加量的增大而增大,随离子强度的增大而减小,有机物对吸附铊的影响表现出差异性。吸附过程符合拟二级动力学模型,等温吸附适用Langmuuir和Freundlich方程描述;通过X-射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）-X射线能谱（EDS）表征手段分析,证实成功制备了MnO2@矿渣;傅里叶变换红外（FT-IR）和X射线光电子能谱（XPS）的结果表明MnO2@矿渣对Tl（I）的去除是一个表面羟基络合、氧化和沉淀的过程。重复利用实验表明MnO2@矿渣有很好的脱附与再生能力。     

Cu_2O/Bi_2MoO_6光催化剂的制备、表征与性质研究

通过溶剂热法成功合成了一系列不同掺杂比的Cu2O/Bi2MoO6复合纳米光催化剂,利用X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外—可见漫反射光谱(DRS)等手段对所得产物进行表征。以染料结晶紫为模拟污染物,研究了所合成产物的光催化性能。结果表明,Cu、Mo摩尔比为0.08的复合纳米光催化剂的光催化效率最高,可见光照射100min对结晶紫溶液的降解率可达95.60%。此外,探讨了Cu2O掺杂量对光催化剂性能的影响,提出了可能的光催化反应机制。     

纳米TiO2光催化氧化去除水中痕量双氯芬酸的研究

以TiCl4为前驱体,采用水解法经不同温度煅烧制备了具有不同理化性能的纳米TiO2光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、物理吸附仪、紫外—可见光漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)等手段对纳米TiO2的晶相结构、粒径、孔径分布以及禁带宽度等进行了表征。以蒸馏水配制的双氯芬酸溶液为目标物,进行了纳米TiO2光催化氧化去除双氯芬酸的活性测试,研究了纳米TiO2的理化性能与光催化氧化活性之间的关系。结果表明,经400℃煅烧制得的纳米TiO2样品具有最高的光催化氧化活性,其在紫外光照射60min下对双氯芬酸的去除率为98%左右,比单独紫外光照射高出85百分点。纳米TiO2光催化氧化去除双氯芬酸的反应近似一级反应动力学模型,其中经400℃煅烧制得的纳米TiO2光催化氧化去除双氯芬酸的表观反应速率常数为0.054 54min-1,是普通商用TiO2的2倍左右,与德国Degussa P-25TiO2的光催化氧化活性最相近。     

多孔性Mn3O4的制备及其对水中镉的吸附

采用硫酸锰水解-氧化两步法制备了多孔性四氧化三锰,以X射线衍射、扫描电镜和氮吸附比表面仪对其进行了表征,研究了该多孔性Mn3O4在不同的溶液pH值、吸附时间、投加量和温度下对水中Cd(Ⅱ)的吸附行为,并测定了吸附过程的动力学和热力学参数。实验结果表明,该法合成的四氧化三锰属四方体心结构,一次晶粒尺寸为45.8 nm,颗粒间存在大量的孔洞,BET法比表面积为40.27 m2/g。在293 K,pH 5.5,吸附12 h时达到平衡,饱和吸附量为12.8 mg/g。该吸附过程符合准二级反应动力学模型,其反应的吸附活化能为2.743 kJ/mol,吸附等温线较好地符合Langmuir等温方程,吸附焓变和熵变均为正值,自由能变为负值,说明该吸附过程为自发的吸热过程。     

A2O工艺中雌激素的行为变化和去除机理

研究了厌氧-缺氧-好氧(A2O)活性污泥工艺对生活污水中天然雌激素雌酮(Estrone,E1)、17β-雌二醇(17β-Estradiol,E2)以及17α-乙炔基雌二醇(17α-Ethynylestradiol,EE2)的去除性能。在对COD、N和P具有良好去除效果的前提下,对E1、E2和EE2的去除率可分别达到92.7%、100%和62.7%。通过对各反应单元内3种雌激素的物料平衡分析,表明A2O工艺对雌激素的去除主要发生在厌氧段和好氧段。以失活污泥作为对照组,好氧硝化过程中雌激素去除的小试实验发现,好氧过程中E1、E2的去除主要依靠生物降解作用,而EE2的去除则主要依赖于活性污泥对其的吸附作用。     

以芦苇灰为硅源制备三胺改性SBA-15及其对溶液中Cd2+的吸附

为探究以芦苇灰为硅源制备有序多孔SBA-15的潜力,并弄清所获得的SBA-15对溶液中Cd2+离子的吸附性能。采用水热-后期接枝的合成方法,制备出三胺基改性SBA-15吸附剂(3N-SBA-15),通过批实验的方法讨论了吸附时间、体系pH、温度和离子强度等因素对水溶液中Cd2+吸附的影响及其再生研究,最后对Cd2+吸附机制进行了探讨。结果表明,合成的材料均具有高度规则的多孔特征,其对Cd2+的吸附受体系pH控制;胺基改性可以显著增强SBA-15对Cd2+的吸附能力。3N-SBA-15对溶液中Cd2+的吸附过程可用Langmuir模型描述,298 K时Cd2+的最大吸附量可达1.07 mmol/g,升温有利于吸附进行。0.01 mol/L EDTA和0.1 mol/L HCl溶液是3N-SBA-15较为合适的再生剂;3N-SBA-15对Cd2+的吸附机制可能为包含物理吸附、离子交换和络合反应等过程的复杂吸附过程。研究表明,3N-SBA-15是一种对水体Cd2+具有良好吸附能力的吸附材料,芦苇灰是制备SBA-15的一种潜在硅源。