碳纳米管对阿特拉津的吸附/解吸特性

采用批量实验研究了不同溶液条件下阿特拉津(AT)在单壁碳纳米管(SWNT)和多壁碳纳米管(MWNT)上的吸附/解吸行为.实验结果显示,离子强度对AT在SWNT和MWNT上的吸附没有显著影响,但随着pH值的增大,AT在2种碳纳米材料上的吸附量显著增加;这表明,AT在溶液中的存在状态是吸附的主要影响因素.在本实验的研究条件下,AT从SWNT和MWNT上的解吸行为不存在明显的滞后效应.碳纳米管对AT较高的吸附容量和吸附的可逆性表明,碳纳米管的大规模应用将可能带来一定的环境和健康风险.     

磁性多壁碳纳米管对BPA的吸附特性

针对普通碳材料吸附BPA需要过滤或离心等复杂过程,将Fe3O4晶体沉积到多壁碳纳米管(MWCNTs)表面,合成饱和磁化度为23.3 emu/g的磁性多壁碳纳米管(MMWCNTs)以实现简便的固液分离.MMWCNTs对水相BPA的吸附是一个快速过程,饱和吸附量为14.9 mg/g.MMWCNTs对水相BPA的吸附过程△G为负值,是一个自发过程;△H为负值,是一个放热过程;△S为正值,是一个熵增过程.MMWCNTs对BPA的吸附具有物理吸附特征,MMWCNTs与BPA之间的相互作用力主要为范德华力.     

多壁碳纳米管对水中五氯苯酚的吸附性能研究

碳纳米管作为新型碳材料,具有独特的一维管状的微结构特性,使它具有优异的吸附性能,近几年受到研究者的高度重视。文章采用催化裂解法制备多壁碳纳米管,先经空气纯化,再以浓硝酸-浓硫酸氧化,将其用于处理水中难降解多氯代有机物-五氯苯酚。经透射电镜和比表面积分析表明,碳纳米管纯度高,孔隙均匀,内径为30nm左右,比表面积为150m2/g。考察碳纳米管对五氯苯酚的吸附性能和主要影响因素结果表明:碳纳米管对五氯苯酚吸附平衡时间为1h,是活性炭的1/10,吸附速率常数为0.0994min-1;吸附等温线符合Freundlich型;随着温度的升高,碳纳米管对五氯苯酚的吸附量减小;pH在4～10时随pH增加碳纳米管对五氯苯酚的吸附降低,pH大于10之后又上升,存在最低吸附量的pH值。     

碳纳米管对孔雀石绿的吸附特性

该文研究了碳纳米管对水中孔雀石绿的吸附性能。结果表明,碳纳米管对孔雀石绿的吸附平衡时间约为4 h左右;假二级动力学模型更适合描述碳纳米管对孔雀石绿的吸附;碳纳米管对水中孔雀石绿的吸附主要受外部传质影响;Langmuir等温模型拟合吸附数据效果最佳,并且最大吸附量为104.49 mg/g(288 K);由D-R等温模型可计算出吸附平均能量分别为29.79(288 K)、30.03(298 K)、28.05(308 K)k J/mol;吸附机制主要以化学吸附为主;随着温度的升高,碳纳米管对孔雀石绿的吸附逐渐降低;碳纳米管对孔雀石绿的吸附行为是自发进行的放热反应;离子强度的增大对吸附量有促进作用;在酸性条件下,碳纳米管对孔雀石绿的吸附量随p H的增加而增大。     

氧氟沙星在碳纳米管上的吸附机制研究

碳纳米管吸附氧氟沙星(OFL)是控制其在水体中归趋的一种有效方法.本研究讨论了多壁碳纳米管及其共混酸处理产物(MWCNTs和MWCNTs-O)对于氧氟沙星的吸附过程.考察了吸附动力学、吸附等温线、pH的影响和解吸过程.结果表明,吸附动力学曲线符合准二级动力学模型,OFL在MWCNTs-O上的平衡吸附量较大;Langmuir模型和Freundlich模型都能很好拟合吸附过程;pH在6.0~10.0时,平衡吸附量下降很快;解吸过程出现了解吸滞后现象,在MWCNTs-O上更为明显.吸附热力学分析表明OFL在碳纳米管上的吸附作用力为分子间作用力,MWCNTs-O上较多含氧官能团的引入为OFL分子的吸附提供了较多的吸附点,有利于OFL分子和碳纳米管之间形成相对作用力较强的氢键,该作用力主导了OFL在碳纳米管上的吸附,解释了试验现象.     

酸化时间对磁性碳纳米管制备及吸附菲的影响

采用共沉淀法对混酸氧化的多壁碳纳米管（MWCNTs）进行磁化,形成了Fe₃O₄/MWCNTs磁性复合材料（MMWCNTs）.研究了酸化时间对MMWCNTs制备及其吸附水中菲性能的影响.结果表明：弱酸条件下吸附效果较好,MMWCNTs对水中菲的吸附在30min内快速上升,到60min时基本达到平衡,吸附过程符合准二级动力学模型.MMWCNTs对水中菲的饱和吸附量随酸化时间增加呈现先升高后降低的趋势.酸化7h后制备的MMWCNTs的饱和吸附量最大,达到17.56μg/mg.     

Fenton改性多壁碳纳米管对亚甲基蓝的吸附性能研究

通过催化裂解法制备多壁碳纳米管,利用Fenton试剂对多壁碳纳米管改性,研究了Fenton改性对多壁碳纳米管表面物理化学特性的影响和对亚甲基蓝的吸附特性.投射电镜(TEM)、比表面积(BET)分析表明,Fenton改性多壁碳纳米管纯度高,孔隙均匀,外径为30nm左右,比表面积为120m2/g;且表面引入了大量含氧基团,等电点为1.8.未改性和Fenton改性多壁碳纳米管对亚甲基蓝的吸附动力学均符合Langergren模型,其平衡吸附量分别为24.5,36.4mg/g;吸附等温线均符合Freundlich模型,未改性和Fenton改性多壁碳纳米管的kF分别为7.92和25.37;温度和pH值升高均有利于Fenton改性多壁碳纳米管对亚甲基蓝的吸附.     

磁性多壁碳纳米管吸附去除水中罗丹明B 的研究

多壁碳纳米管(MWNTs)用硝酸处理后,利用化学共沉淀的方法制备了磁性多壁碳纳米管.利用扫描电子显微镜(SEM),X 射线衍射分析仪(XRD)和zeta 电位测定仪对其进行了表征,并研究了它对水中罗丹明B 的吸附性能.考察了吸附动力学、吸附等温线及吸附剂用量对吸附性能的影响.结果表明,磁性多壁碳纳米管在吸附时间为7.5h 时对罗丹明B 的去除率可达87.5%,最大吸附量可达11.02mg/g.该吸附剂具有良好的磁性能和吸附性能,能有效去除罗丹明B,经磁分离,吸附剂很容易从废水中分离出来.等温吸附数据符合Langmuir 模型,吸附反应过程符合Langergren 准一级动力学方程.     

腐植酸对重金属铅镉的吸附特征

为了揭示腐植酸对单一Pb、单一Cd和Pb、Cd复合污染物的吸附特征,笔者通过吸附模拟实验分析了pH、温度、反应时间和初始浓度等因素变化对风化煤腐植酸吸附重金属离子Pb~(2+)和Cd~(2+)的影响.结果表明,腐植酸对Pb~(2+)的吸附受pH值变化的影响很小,但对Cd~(2+)的吸附随着pH增加而增加;腐植酸对Pb~(2+)和Cd~(2+)吸附饱和的时间均为240 min;对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附量均随温度的增加而增加;Langmuir吸附模型对腐植酸吸附单一Pb~(2+)、单一Cd~(2+)和铅镉复合态中Pb~(2+)的拟合较好,Freundlich吸附模型则对腐植酸吸附铅镉复合态中Cd~(2+)的拟合较好;准二级动力学模型能较好地拟合腐植酸吸附Pb~(2+)和Cd~(2+)的过程,说明腐植酸对铅镉的吸附为物理吸附和化学吸附的复合吸附过程;铅镉复合态下Pb~(2+)和Cd~(2+)存在竞争吸附,单一Pb~(2+)溶液中加入Cd~(2+)对腐植酸吸附Pb~(2+)基本无影响,但单一Cd~(2+)溶液中加入Pb~(2+)时,Pb~(2+)会与Cd~(2+)产生竞争吸附,从而降低Cd~(2+)的吸附量.本研究结果可为利用腐植酸稳定土壤中Pb~(2+)、Cd~(2+)等重金属离子的技术开发提供参考.     

多壁碳纳米管对三丁基锡的吸附行为及其细胞毒性效应研究

研究了多壁碳纳米管对三丁基锡(TBT)吸附行为,主要考察了溶液pH和盐度的影响作用.同时比较了无机锡、四丁基锡(TeBT)与三丁基锡在多壁碳纳米管上吸附行为的差异,并探讨了在多壁碳纳米管存在下三丁基锡的细胞毒性作用.研究结果表明多壁碳纳米管对丁基锡具有较强的吸附能力,吸附平衡时问短,能很快达到吸附平衡.溶液pH能影响这种吸附作用.三丁基锡在多壁碳纳米管上的吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温式,主要为疏水作用.在与多壁碳纳米管的共存体系中三丁基锡的细胞毒性效应有所削弱,这可能与多壁碳纳米管对三丁基锡的吸附作用有关.     

多壁碳纳米管长期作用对活性污泥系统的影响

为研究MWCNTs(multi-walled carbon nanotubes,多壁碳纳米管)对活性污泥长期作用的影响,建立3组(每组包括3个平行反应器)序批式活性污泥反应器,研究了2种质量浓度(1、20 mg/L)的MWCNTs长期(120 d)作用对活性污泥系统废水处理效果的影响,并采用Illumina MiSeq高通量测序技术研究MWCNTs长期作用后活性污泥中细菌群落结构的变化. 结果表明:20 mg/L的MWCNTs对生物脱氮效果存在明显的抑制作用,TN平均去除率由83.4%降至71.7%;1 mg/L的MWCNTs长期作用后TN平均去除率由83.7%降至79.7%. 1和20 mg/L的MWCNTs对磷的去除均有抑制作用,TP平均去除率分别由98.0%和98.2%降至52.0%和34.0%. Illumina MiSeq高通量测序结果表明,不同质量浓度的MWCNTs长期作用后降低了活性污泥中细菌群落的多样性. 同时,活性污泥中细菌群落结构也发生了变化,其中α-Proteobacteria和γ-Proteobacteria的丰度升高,Bacteroidetes的丰度降低. 1 mg/L的MWCNTs长期作用可致以Defluviicoccus和Micropruina为代表的一类聚糖菌(glycogen-accumulating organisms, GAOs)丰度显著升高,20 mg/L的MWCNTs长期作用可致16个核心属的丰度明显降低.      

活性炭对重金属离子铅镉铜的吸附研究

研究了活性炭对水溶液中重金属离子铅镉铜的吸附行为,分析研究了ICP测定重金属铅镉铜的分析方法,并对分析的最佳条件进行了探讨。结果表明,100 mL溶液pH值为4.8,活性炭用量0.2000 g时,活性炭对Pb^2＋、Cd^2＋、Cu^2＋的最大吸附容量分别可达到52.54 mg/g、35.65 mg/g、57.05 mg/g。     

南荻对土壤铅污染的耐性与吸收积累研究

通过土壤盆栽试验,研究了不同浓度梯度pb2＋胁迫下南获整个生长发育周期的生长、土壤理化性状的变化以及不同生长阶段的根系固定重金属含量变化的过程,结果表明：（1）种植南获植物的土壤pH值随着月份的变化呈减小趋势;（2）种植南获的土壤中铅随植物的生长逐渐减少;（3）南获对重金属铅的积累顺序为：根〉叶〉茎,对土壤中重金属的修复机理主要是通过根系固定作用。     

粘土矿物和碳纳米管对微囊藻毒素的吸附

研究了不同粘土矿物和碳纳米管 (CNTs)吸附去除水体中微囊藻毒素 (Microcystins,MCs)的作用 .结果表明 ,在MC RR和LR的初始浓度分别为 2 1 0和 9 5mg·L-1时 ,尽管高岭土和海泡石等粘土矿物对MCs有一定的吸附能力 ,但吸附量分别低于 3 0和 1 6mg·g-1.与测试的不同粘土矿物相比 ,CNTs对MCs的吸附能力较强 ,吸附MC RR和LR量分别达到了 14 8和 6 7mg·g-1,是粘土矿物吸附量的 5倍左右 .进一步研究发现 ,CNTs对MCs的吸附能力随CNTs外径的增加而减少 ,说明CNTs的比表面积是决定吸附MCs量大小的重要因素之一 ,这在如何选择碳纳米管规格用于高效吸附去除水体中MCs方面具有重要意义     

骨炭对铅的吸附性能研究

文章旨在研究骨炭对铅的吸附性能,为利用骨炭修复铅污染的土壤做出有意义的探索。研究了骨炭对铅的吸附等温线、吸附动力学以及砷、镉和其它因素对吸附的影响。结果表明:骨炭能在短时间内吸附大量的铅离子,实验用浙江骨炭和英国骨炭对铅的饱和吸附量分别为222.2mg/g和227.3mg/g,均高于有报道的其他类型炭;骨炭对铅的等温吸附符合兰格缪尔方程;在pH2.5～6之间,英国骨炭对铅的吸附量随pH的升高略有下降,浙江骨炭对铅的吸附量随pH的升高变化不大;当支持电解质KNO3的浓度在0.005～0.1mg/L范围内逐渐增大时,英国骨炭对铅的吸附量略有减小,而浙江骨炭的吸附量变化不大;100mg/L的砷和200mg/L的镉对骨炭吸附铅离子没有显著影响;骨炭对水溶液中铅离子的吸附过程是一个复杂的非均相固液反应。     

Adsorption of lead on multi-walled carbon nanotubes with different outer diameters and oxygen contents: Kinetics, isotherms and thermodynamics

The effects of different outer diameters and surface oxygen contents on the adsorption of heavy metals onto six types of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were investigated in an aqueous solution and lead was chosen as a model metal ion. The results indicated that the percentage removal and adsorption capacity of lead remarkably increased with decreasing outer diameter due to larger specific surface area (SSA). The SSA-normalized maximum adsorption capacity (qm /SSA) and SSA-normalized adsorption coefficient (Kd /SSA) were strongly positively correlated with surface oxygen content, implying that lead adsorption onto MWCNTs significantly increases with the rise of oxygen content and decreases with decreasing SSA. The calculated thermodynamic parameters indicated that adsorption of lead on MWCNTs was endothermic and spontaneous. When the oxygen content of MWCNTs increased from 2.0% to 5.9%, the standard free energy (△ G0 ) became more negative, which implied that the oxygenated functional groups increased the adsorption affinity of MWCNTs for lead. Through calculation of enthalpy (△ H0 ), G0 and free energy of adsorption (Ea ), lead adsorption onto MWCNTs was recognized as a chemisorption process. The chemical interaction between lead and the phenolic groups of MWCNTs could be one of the main adsorption mechanisms due to highly positive correlations between the phenolic groups and K d /SSA or q m /SSA.     

合成时间对钛酸盐纳米材料的影响及其吸附水中铅的性能研究

以Ti O2(ST-01)和Na OH为原料,采用碱性水热法通过调节反应时间合成不同形貌的钛酸盐纳米材料(TNs),利用XRD、SEM、BET对材料的形貌、结构、比表面积和化学组成等物化性能进行表征,并通过其对水中Pb(Ⅱ)的静态吸附实验,考察材料对Pb(Ⅱ)的吸附性能和吸附规律.结果表明,12~72 h合成的TNs均为纯净的单斜相钛酸盐,比表面积为243.05~286.20 m2·g-1;12~36 h合成的TNs主要为片状结构,48 h以上的TNs为线状结构.TNs-12、TNs-24、TNs-36、TNs-48、TNs-60和TNs-72对Pb(Ⅱ)的吸附量分别为479.40、504.12、482.00、388.10、364.60和399.00 mg·g-1,片状的TNs对Pb(Ⅱ)具有比线状更高的吸附能力,其中以TNs-24对Pb(Ⅱ)的吸附量最高.TNs-24对Pb(Ⅱ)的吸附结果符合准二级动力学模型和Langmuir模型,吸附平衡时间为120 min;TNs对Pb(Ⅱ)的吸附为放热过程,低温或室温便有较高的吸附量;最佳吸附p H为5.0;当p H为1.0时,TNs-24的解析率可达到99.00%;再生的TNs对Pb(Ⅱ)循环吸附6次的去除率仍可达到97%以上,可见TNs可很好地去除水中重金属Pb(Ⅱ).因此,最佳合成时间可控制在12~24 h;当溶液中存在共存Cd(Ⅱ)或Ni(Ⅱ)时,TNs-24对Pb(Ⅱ)的平衡吸附量及去除率均有所下降;吸附机制主要是Pb(Ⅱ)与TNs层间的H+和Na+发生离子交换作用.     

pH和盐对活性炭纤维吸附2,4-二硝基酚的影响

研究了pH和盐对活性炭纤维ST-8和ST-13吸附2,4-二硝基酚的影响。结果表明,在pH0～14范围内,吸附量先随着pH的增大而增大,然后吸附量随着pH的增大而减小,在pH11时吸附量最小但不为零;在pH11～14范围内,吸附量随着pH增大而增大;ST-8和ST-13吸附2,4-二硝基酚的最佳pH分别为2和3。盐的存在对吸附2,4-二硝基酚有利,低pH时,氯化钠的作用是盐析效应;在pH较大时,氯化钠的作用是屏蔽效应。