木质素基聚合物的制备及亚甲基蓝的吸附

以木质素磺酸钠为原料单体、环氧氯丙烷为交联剂,采用反相乳液聚合法制备了木质素磺酸钠交联聚合物(SLCP),并将其用于水中有机染料的吸附。表征结果显示:SLCP基本保留了木质素磺酸钠的骨架和官能团,具有良好的热稳定性。实验结果表明:SLCP对亚甲基蓝(MB)有较好的吸附选择性,在加入量为0.5 g/L时就有较高的吸附效率;在溶液p H2~6范围内吸附量随溶液p H增大而迅速提高,溶液p H6后吸附量趋于稳定;最佳吸附温度为35℃;在SLCP加入量0.5 g/L、溶液p H 6.5、吸附温度25℃、初始MB质量浓度100.5 mg/L的条件下,吸附150 min基本可达平衡,吸附平衡时的吸附量和MB去除率分别为191.2 mg/g和95.1%;SLCP对MB的吸附符合Langmuir等温吸附模型,吸附动力学符合Lagergren拟二级动力学方程。     

MgO/SiO_2纳米复合材料同步吸附亚甲基蓝和Cu~(2+)

采用化学沉积法合成了MgO/SiO_2纳米复合材料,通过扫描电子显微镜和X射线能谱分析(SEM-EDX)、X射线衍射(XRD)、Zeta电位仪、FTIR等方法对其进行了表征。研究了MgO/SiO_2对亚甲基蓝(MB)和Cu~(2+)的吸附行为及同步吸附效果。表征结果表明:MgO/SiO_2为褶皱、凸起的球形形貌;MgO成功负载在SiO_2表面。实验结果表明:MgO/SiO_2对MB和Cu~(2+)的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,MB和Cu~(2+)的饱和吸附量分别为83.72 mg/g和208.70 mg/g;MB和Cu~(2+)的同步吸附在MgO/SiO_2表面存在竞争关系;在溶液体积为30m L、MgO/SiO_2加入量为10 mg、MB质量浓度为10 mg/L或Cu~(2+)质量浓度为100 mg/L、吸附温度为25℃、吸附时间为24 h、初始溶液pH为4.00、解吸时间为4 h的条件下,MgO/SiO_2第1次吸附MB和Cu~(2+)的去除率分别为92.8%和90.1%,第5次吸附的去除率分别为59.6%和57.4%。     

氧化石墨烯负载纳米零价铁的制备及其对亚甲基蓝的吸附

采用液相还原法制备氧化石墨烯负载纳米零价铁吸附剂(Fe0/GO),并用于吸附去除溶液中的亚甲基蓝(MB)。考察了溶液p H、吸附温度、吸附时间、初始MB质量浓度对Fe0/GO吸附MB的影响。SEM等表征结果显示:Fe0以球形或短链形负载在GO上,增加了材料的反应活性位点;Fe0/GO的比表面积为158.32 m2/g,等电点为3。实验结果表明:在溶液p H为6、吸附时间5 h、吸附温度25℃的最佳条件下,加入400 mg/L的Fe0/GO,处理初始MB质量浓度为160 mg/L的MB溶液,MB去除率为89.26%,吸附量为125.5 mg/g;Langmuir等温吸附方程和Frenudlich等温吸附方程均能较好地描述Fe0/GO对MB的吸附过程;Fe0/GO对MB的吸附行为遵循准二级动力学方程;计算得出吸附温度为25℃、初始MB质量浓度为160 mg/L时的饱和吸附量为201.2 mg/g,平衡吸附量为124.3 mg/g。     

多级孔ZSM-5分子筛对亚甲基蓝的吸附性能

以多级孔ZSM-5分子筛为吸附剂,吸附水中的亚甲基蓝（MB）,考察了吸附条件对吸附效果的影响,并探讨了吸附的热力学和动力学特征。实验结果表明：在溶液pH为11、分子筛加入量为800 mg/L、吸附温度为303.15 K、吸附时间为60 min、初始MB质量浓度为20 mg/L的条件下,该分子筛对MB的吸附率达97%;溶液pH为5~12时,吸附率均达89%以上,说明该分子筛具有宽的pH适应范围;该分子筛对MB的吸附热力学符合Langmuir和Freundlich方程,293.15~313.15 K的饱和吸附量达50.51~62.11 mg/g,吸附为吸热、自发过程;吸附动力学符合拟二级动力学方程。     

电场辅助α-磷酸锆/氧化石墨烯复合材料吸附Sr2+

采用水热法制备了α-磷酸锆(α-ZrP)/氧化石墨烯(GO)纳米复合材料，采用XRD、SEM、EDX、FTIR和XPS对其进行了表征，并将其制成电极，考察了其在电场辅助下对Sr²⁺的吸附性能。表征结果显示，纳米片状的α-ZrP在具有大比表面积的GO表面生长，团聚现象减少。实验结果表明：在α-ZrP与GO质量比9∶1、外加电压1.2 V、溶液pH 7.0的条件下，采用α-ZrP/GO吸附50 mg/L SrCl₂溶液120 min,Sr²⁺吸附量可达45.28 mg/g，高于纯α-ZrP和GO，约为无电场吸附时的2倍；α-ZrP/GO具有良好的稳定性，可循环使用，5次循环后的Sr²⁺吸附量仍保持原吸附量的88%;α-ZrP/GO对Sr²⁺的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型，吸附过程以离子交换反应的化学吸附为主，存在单层吸附。     

聚乙烯亚胺改性UiO-66-NH2对水中U(Ⅵ)的吸附

采用聚乙烯亚胺(PEI)改性氨基化锆基金属有机骨架材料(UiO-66-NH₂)制备了UiO-66-NH₂/PEI,利用XRD、SEM和FTIR对产物进行了表征,并将其用于吸附水中的U(Ⅵ)。考察了UiO-66-NH₂/PEI吸附U(Ⅵ)的影响因素,并研究了吸附动力学和等温线。实验结果表明:UiO-66-NH₂/PEI对U(Ⅵ)具有良好的吸附效果,PEI与UiO-66-NH₂质量比为30%、溶液pH为6、吸附剂投加量为80 mg/L、吸附时间为120 min、初始U(Ⅵ)质量浓度为10 mg/L时,UiO-66-NH₂/PEI对U(Ⅵ)的去除率达98.2%(303 K下);UiO-66-NH₂/30%PEI对U(Ⅵ)的吸附在60 min内达到平衡,吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型,最大吸附量达452.49 mg/g。     

金属有机骨架材料Cu3(BTC)2对刚果红的吸附

采用溶剂热法合成了金属有机骨架材料Cu_3(BTC)_2(BTC为均苯三甲酸根),并对其进行了XRD表征。考察了刚果红初始质量浓度、溶液pH及Na~+浓度等工艺参数对Cu_3(BTC)_2吸附刚果红效果的影响,对其吸附热力学和动力学进行了研究。结果表明:刚果红初始质量浓度增大,吸附量增大,脱色率逐渐降低;酸性条件下的吸附性能好于碱性条件;Na~+对吸附具有抑制作用,Na~+的浓度越高,抑制作用越明显;Cu_3(BTC)_2对刚果红的吸附符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力模型。     

聚乙烯亚胺改性聚苯胺/氧化石墨烯对Cr(Ⅵ)的吸附性能

采用聚乙烯亚胺(PEI)对聚苯胺/氧化石墨烯(PANI/GO)进行改性得到PEI-PANI/GO,通过XRD、FTIR、BET和SEM技术对PEI-PANI/GO进行表征,并考察了PEI-PANI/GO对溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能。表征结果显示,PEI-PANI/GO材料以介孔为主,比表面积为35.12 m²/g,孔体积为0.098 24 cm³/g。实验结果表明,在温度为20 ℃、体系pH为3、溶液中Cr(Ⅵ)初始质量浓度为400 mg/L的条件下,PEI-PANI/GO对Cr(Ⅵ)的平衡吸附量达117.63 mg/g。PEI-PANI/GO对溶液中Cr(Ⅵ)的吸附行为更符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,表明吸附过程是单分子层吸附。经过循环吸附再生后第4次使用,PEI-PANI/GO对Cr(Ⅵ)的吸附量从117.63 mg/g降至84.27 mg/g,仍能保持71.64%的吸附量,说明其重复使用性能良好。     

气相置换合成Zn-Cu-BTC及其吸附脱硫性能

采用气相置换法制备了Zn-Cu-BTC双金属有机骨架化合物,运用XRD,SEM-EDS,BET等技术对材料进行了分析表征,并以二苯并噻吩-正辛烷为模拟油（硫含量450 μg/g）,通过吸附脱除二苯并噻吩评价了材料的吸附脱硫性能。表征结果显示,Zn的引入改变了Cu-BTC特有的八面体结构。实验结果表明：在模拟油与吸附剂的质量比100∶1、吸附温度30 ℃的条件下,吸附90 min后Zn-Cu-BTC对硫的吸附达到平衡,吸附量可达38.8 mg/g,脱硫率为94.20%,而Cu-BTC吸附120 min后达到平衡,吸附量仅为26.6 mg/g;Langmuir等温吸附模型可有效描述Zn-Cu-BTC对硫的吸附过程。     

金属有机骨架材料UiO-66的制备及其对溶液中NO_3~-的吸附

采用溶剂热法合成了金属有机骨架材料UiO-66。通过XRD、SEM、FTIR对其进行了表征。考察了UiO-66对溶液中NO_3~-的吸附性能。实验结果表明,加入冰乙酸作调节剂后,得到的UiO-66晶体形貌均匀,直径在100nm左右,结晶度更好。在初始溶液pH为5、反应温度为30℃的条件下,UiO-66吸附NO_3~-反应90 min后,吸附达到平衡,平衡吸附量为39.67 mg/g。UiO-66吸附NO_3~-的吸附行为符合Freundlich等温线和准二级动力学吸附模型。吸附作用主要是材料中金属位点Zr对NO_3~-的静电吸附。UiO-66材料具有良好的再生性能,可重复使用。     

PP-g-AA-TETA螯合纤维对Pb2+的吸附

以熔喷聚丙烯(PP)纤维为基体、丙烯酸(AA)和三乙烯四胺(TETA)为功能单体，通过低温等离子接枝和胺化反应制备了PP-g-AA-TETA螯合纤维，并将其用于吸附废水中的Pb²⁺，考察了影响Pb²⁺吸附量的主要因素和PP-g-AA-TETA的再生性能。实验结果表明：在初始Pb²⁺质量浓度为250 mg/L、PP-g-AA-TETA加入量为10 g/L、初始溶液p H为6、吸附时间为120 min的最佳工艺条件下，PP-g-AA-TETA对Pb²⁺的吸附量为13.46 mg/g;PP-g-AA-TETA经5次重复使用后，对Pb²⁺的吸附量仍可达到初始值的80%以上；Na⁺、Mg²⁺和Ca²⁺的存在对PP-g-AA-TETA吸附Pb²⁺的过程影响不大。PP-g-AA-TETA对Pb²⁺的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型，PP-g-AA-TETA对...     

CuCl2改性飞灰吸附气相零价汞

采用CuCl₂对循环流化床锅炉飞灰进行改性,在固定床反应器上对CuCl₂改性飞灰进行了气相零价汞（Hg⁰）吸附实验。考察了CuCl₂负载量和吸附温度对改性飞灰Hg⁰吸附能力的影响,并结合颗粒内扩散模型、准一阶动力学模型、准二阶动力学模型和耶洛维奇模型拟合结果分析该过程的控制步骤。结果表明： CuCl₂改性飞灰的Hg⁰穿透时间远大于未改性飞灰,对Hg⁰的吸附量随CuCl₂负载量的增加而增加;CuCl₂改性飞灰的Hg⁰吸附能力随吸附温度的升高先增大后减小,150 ℃为最佳吸附温度;准二阶动力学模型的拟合值与实验值相关系数最高,且该模型初始吸附速率与实验值最为接近,即准二阶动力学模型更适合于描述CuCl₂改性飞灰的Hg⁰吸附过程。     

金属有机骨架材料对苯乙烯废气的吸附

采用溶剂热法合成了金属有机骨架(MOF)材料MIL-101、UiO-66和HKUST-1，运用多种技术手段进行了表征，考察了3种MOF材料对苯乙烯的吸附性能。表征结果显示：3种MOF材料均具有较好的分散性、晶体颗粒均匀；MIL-101、HKUST-1和UiO-66的比表面积分别为2 510,1 147,742 m²/g。实验结果表明：在MOF材料用量3.0 g、温度25℃、压力101 kPa的条件下，MIL-101、UiO-66和HKUST-1对苯乙烯的平衡吸附量分别为795,197,126 mg/g;MIL-101对苯乙烯的吸附过程符合准二级动力学模型；MIL-101吸附苯乙烯的过程分为表面吸附、颗粒内扩散和微孔吸附3个阶段，3个阶段对苯乙烯吸附量的贡献率分别为32.5%、61.8%和5.7%;3次连续吸附-脱附实验后，MIL-101对苯乙烯的吸附量基本保持不变，脱附率为98%，远高于木质活性炭(68%)，表现出良好的吸附性能和可再生性。     

金属有机骨架材料Cu2(BTC)3对CO2的吸附

采用溶剂热法,以均苯三甲酸(H3BTC)为有机配体与硝酸铜进行反应合成了Cu2(BTC).通过XRD和SEM等方法对Cu2(BTC)3进行了表征.实验结果表明,Cu2(BTC)3是一种典型的金属有机骨架(MOFs)材料,呈现规整的八面体晶状结构,晶粒大小为2～20 μm.相同条件下Cu2(BTC)3对CO2的吸附量高于活性炭和活性碳纤维,且随着吸附压力的升高吸附量明显增大,随着吸附温度的降低吸附量也增大.在0.4 MPa、25℃的条件下,用Cu2(BTC)3作吸附剂可以很好地分离CO2体积分数为5％和20％的CO2-甲烷混合气体,且对CO2含量低的混合气体分离效果更好.     

顶空色谱／质谱法鉴定工厂空气中有机污染物

用色谱(GC)/质谱(MSD)法分析气体中有机污染物时,如采用活性炭吸附、溶剂洗脱方式采样,则需使用 CS_2等有毒溶剂,而且溶剂对低沸点被测物有干扰。本实验采用大网状树脂 GDX-501为吸附剂采集工厂空气,加入顶空进样器(HS)样品瓶中(HP-19395A 型顶空进样器系统及其工作方式,可参阅仪器样本),升温,使吸附在树脂中的     

ZnO/ZnS异质结构改性生物炭自然光增强吸附水中亚甲基蓝

以玉米秸秆为原料,硫酸锌为改性剂,采用一步热解法制备了ZnO/ZnS异质结构改性生物炭（MBC）,并将其用于自然光增强吸附水中亚甲基蓝。表征结果显示：与未改性生物炭相比,MBC的比表面积显著增大,ZnO/ZnS异质结构颗粒均匀分布在其表面。实验结果表明：自然光可增强MBC对亚甲基蓝的吸附能力,600℃热解制备的MBC(MBC600)性能最佳;自然光下,初始质量浓度为10 mg/L、pH约为7的亚甲基蓝水溶液经MBC600处理240 min后,COD和色度均降为0;吸附过程更符合准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型;重复使用5次后,MBC600对亚甲基蓝的去除率仍保持在95%以上。     

Fe/SiO_2复合材料的制备及其对Cd~(2+)的吸附

以Na_2SiO_3为原料、聚乙二醇-2000为结构导向剂,采用溶胶-凝胶和高温煅烧两步法制备SiO_2微球,再以其为载体,采用液相还原法负载零价纳米铁,制得Fe/SiO_2复合材料。采用SEM,FTIR,XRD技术对Fe/SiO_2复合材料的形貌结构进行表征,研究了Fe/SiO_2复合材料对Cd~(2+)的吸附性能。表征结果显示,纳米铁以毛绒状负载在SiO_2微球上。实验结果表明,在溶液pH为5、n(SiO_2):n(Fe)=2、老化温度为70℃的最佳工艺条件下制备的Fe/SiO_2复合材料在25℃时处理Cd~(2+)初始质量浓度为35 mg/L的模拟含Cd~(2+)废水,Cd~(2+)吸附容量为28.10 mg/g。Fe/SiO_2复合材料对Cd~(2+)的吸附作用较符合准二级吸附动力学方程,对Cd~(2+)的等温吸附过程更符合Langmuir模型。     

磁性纳米γ-Fe2O3/SiO2去除水中亚甲基蓝

以纳米γ-Fe₂O₃为磁性介质制备了磁性纳米γ-Fe₂O₃/SiO₂,并将其用于水中亚甲基蓝的吸附。表征结果显示：制备的γ-Fe₂O₃/SiO₂呈不规则核壳结构,平均粒径为38 nm,比表面积为74.35 m²/g,比饱和磁化强度为55 A·m²/kg。实验结果表明：γ-Fe₂O₃/SiO₂对亚甲基蓝的吸附适宜在中碱性条件下进行,4 h即可达吸附平衡;在初始亚甲基蓝质量浓度为180 mg/L、γ-Fe₂O₃/SiO₂加入量为2 g/L、初始溶液pH为7.0、吸附温度为298 K的条件下,吸附量最高为25.4 mg/g;共存金属离子会降低吸附效率,而少量的腐殖酸则会促进吸附;吸附过程符合准二级动力学方程,颗粒内扩散不是唯一的控速步骤;等温吸附满足Langmuir模型,该吸附是一个物理吸附过程;用乙醇洗涤的γ-Fe₂O₃/SiO₂重复使用4次时仍能保持约80%的原吸附量。     

凹凸棒土/苯胺-邻氨基酚复合吸附剂的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

采用原位聚合法制备了凹凸棒土/苯胺-邻氨基酚（ATP/PANOAP）复合吸附剂,对其进行了SEM和FTIR表征,并通过吸附实验考察了ATP/PANOAP对水中Cr（Ⅵ）的吸附性能。实验结果表明,ATP/PANOAP对水中Cr（Ⅵ）具有良好的去除效果,在Cr（Ⅵ）初始质量浓度为50 mg/L、溶液pH为6、吸附剂加入量为0.375 g/L、温度为298 K的条件下,Cr（Ⅵ）去除率达93.39%。ATP/PANOAP对Cr（Ⅵ）的吸附动力学过程符合准二级动力学模型,吸附热力学过程符合Langmuir单层吸附模型,该吸附过程以化学吸附为主,且为自发进行的吸热反应。     

表面活性剂强化超滤法处理亚甲基蓝废水

采用无机陶瓷超滤膜和低浓度阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)处理亚甲基蓝(MB)模拟废水,考察了废水中SDBS、MB浓度及废水pH对超滤过程的影响.实验结果表明:SDBS浓度影响MB在最大吸收波长处的吸光度值;当废水中SDBS浓度为1.20 mmol/L(即25℃时的临界胶束浓度)、废水中MB浓度为1.00 mmol/L、废水pH为9.0时,超滤效果最好;在此条件下,透过液中SDBS浓度和MB浓度分别为0.06 mmoL/L和0.01 mmol/L,MB的截留率为99.2%,膜通量为309.6 L/(m~2·h).SDBS对MB超滤过程的强化机理主要为MB与SDBS形成结合体析出及SDBS胶束的增溶作用.