磁性纳米活性炭的制备及其吸附性能研究

用滚压振动磨机对活性炭细化后,采用共沉淀法制得磁性纳米活性炭.对磁性纳米活性炭进行表征,研究吸附时间、吸附质初始浓度和pH值对其吸附亚甲基蓝和苯酚的影响,拟合吸附动力学模型和等温吸附模型,并对其再生进行了初步研究.结果表明:吸附时间对苯酚吸附率影响较大;对亚甲基蓝的吸附率影响较大的初始浓度>100mg/L,对苯酚的吸附...     

木质素基吸附材料的制备及其吸附性能研究

以木质素磺酸盐为原料,利用反相悬浮聚合技术,成功制备木质素基吸附材料,并研究了交联剂用量、分散剂用量、聚合温度、聚合时间及体系酸度等对悬浮聚合反应及其阳离子染料亚甲基蓝吸附性能的影响。实验结果表明,所制备的吸附材料对亚甲基蓝有较快的吸附速度和较高的吸附量,当木质素吸附材料对亚甲基蓝的吸附量达到17.71mg/g后,吸附趋向饱和,温度保持在30℃左右有较高的吸附量。     

磁性埃洛石复合材料的制备及其对十八烷胺吸附性能研究

采用共沉淀法制备磁性埃洛石复合材料,并对其吸附十八烷胺的行为进行研究.利用红外光谱(FT-IR)、透射电子显微电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)对磁性埃洛石进行表征,研究吸附剂浓度、吸附时间、溶液p H值和温度对十八烷胺在磁性埃洛石上吸附的影响,采用Lagrange准二级动力学方程、Langmuir等温线方程及Freundlich等温线方程对实验数据进行拟合.结果表明:Fe3O4纳米粒子成功的负载到埃洛石的表面;p H值和温度对十八烷胺在磁性埃洛石上的吸附影响较大;十八烷胺在磁性埃洛石上的吸附符合二级动力学模型;热力学符合Langmuir等温线方程,并且高温利于十八烷胺的吸附.     

改性小麦秸秆的制备及其对水中亚甲基蓝的吸附性能

用碳酸钾(K2CO3)溶液活化法成功地制备改性小麦秸秆。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和静态吸附试验对改性前后样品的组成、形貌和吸附性能进行表征和测定,对比了秸秆改性前后的结构和组成变化。结果表明:改性后小麦秸秆半纤维素被部分溶解,出现了多孔疏松的结构。改性小麦秸秆用量、溶液p H和亚甲基蓝的浓度在一定范围内增大有助于改性小麦秸秆对亚甲基蓝吸附速率的提高,吸附类型符合Langmuir吸附等温方程模型且属于拟二级动力学吸附过程。     

磁性微藻复合物的制备及其对铀的吸附性能研究

通过水热法对冷冻干燥得到的雨生红球藻粉(PRCP)进行改性,合成了磁性γ-Fe₂O₃/PRCP,并采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X-射线光电子能谱(XPS)、X射线能谱分析(EDS)、BET等方法对材料的形貌和结构进行了表征,通过静态吸附实验分别探究了不同pH值、初始铀浓度、温度、时间等对铀酰离子吸附性能的影响.结果表明,在初始pH=6时,材料对铀的吸附效果最好.从吸附动力学看,吸附过程更符合准二级动力学模型.通过对材料进行热力学模型拟合发现,在25℃、pH=6时材料吸附过程更符合Langmuir方程,且随着溶液中初始铀酰离子浓度的升高,材料表现出了更好的吸附效果.     

磁性铝基MOF的表征和对水体中氟化物吸附性能研究

我国多地的地表水受到成土母质或背景值的影响,氟离子浓度均超过1.0 mg/L,即高于GB 3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准限值.为了实现地表水的快速降氟和吸附材料的便捷回收,通过水热法制备了磁性Al-MOF@Fe₃O₄吸附材料,使用扫描电极（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）和孔隙度分析仪（BET）对材料的形貌和化学组成进行了表征.结果表明:①Al-MOF@Fe₃O₄具有不规则的晶体形状和直径更小的介孔结构,能够提供更高的比表面积吸附氟离子.②吸附试验结果表明,Al-MOF/Fe₃O₄的吸附量达到了75.2 mg/g,吸附过程更加符合拟二阶动力学模型,证明了化学吸附是该除氟过程的主要机理.③增加吸附剂投加和降低氟离子初始浓度,有助于提高除氟效率,但却难以得到较高的吸附量,同时碱性条件不利于氟离子的吸附,阴离子对除氟性能的影响程度表现为CO₃2- > HCO₃- > SO₄2- > PO₄3- > Cl-.④对吸附机理的研究表明,氟离子是通过取代Al-OH实现稳定和快速地脱离水体,使用NaOH溶液淋洗可以实现吸附剂的高效再生.⑤5次循环吸附试验后,复合材料依然保留了71.4 mg/g的吸附能力和良好的磁性.在实际地表水中进行除氟试验,该吸附剂可以将氟化物浓度从1.17 mg/L降至0.2 mg/L以下.研究显示,Al-MOF@Fe₃O₄纳米材料可以作为地表水除氟材料,实现对低浓度氟离子的高效去除.      

石墨烯基磁性复合材料吸附水中亚甲基蓝的研究

建立了一种超声辅助共沉淀法制备磁性Fe3O4/氧化石墨烯(Fe3O4/GO)纳米粒子.透射电镜和磁滞回线研究表明,该复合物具有小的颗粒尺寸和超顺磁性.该磁性纳米材料可以吸附废水中的染料亚甲基蓝,实验研究了溶液pH值、吸附剂的用量、时间和温度对亚甲基蓝去除率的影响.结果表明,pH值在6~9范围内,Fe3O4/GO都能高效地吸附亚甲基蓝.反应过程在前25 min反应速率很快,到180 min内达到吸附平衡.该磁性纳米材料对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力学方程,吸附过程是一个自发和吸热过程.该吸附材料对亚甲基蓝吸附容量高,在313 K时Fe3O4/GO的饱和吸附量为196.5 mg·g-1.另外,可以方便地通过外部磁场分离回收吸附剂,利用过氧化氢可以再生重复使用,是一种优良的吸附染料废水的材料.     

泥炭复配玉米秸秆活性炭的制备及其吸附性能

采用泥炭为原料,氢氧化钾为活化剂制备了粉末活性炭,并研究其对水中亚甲基蓝的吸附性能。选取泥炭秸秆比、活化时间、活化温度和碱炭比为因素,通过正交试验确定了最佳工艺条件,即泥炭秸秆比为2∶1,活化时间为1 h,活化温度700℃,碱炭比为1∶3。吸附实验结果表明,该泥炭复配玉米秸秆为原料制备的粉末活性炭对水中亚甲基蓝的吸附效率高,最大吸附量为898.2 mg/g,Freundlich吸附等温式的拟合效果优于Langmuir吸附等温式,表明主要吸附为多层吸附。准二级动力学模型比准一级动力学模型能更好地拟合活性炭吸附亚甲基蓝的动力学规律。     

磁性纳米复合吸附剂PFM对铜的吸附性能与吸附机理研究

制备了磁性纳米复合吸附剂PAM@Fe₃O₄/MnO₂(PFM),用于含铜废水的吸附实验研究,考察了吸附剂投加量、重金属溶液初始浓度、吸附时间等因素对吸附效果的影响。实验结果表明:磁性纳米复合吸附剂PFM可有效去除水中的铜离子,在Cu²⁺浓度为50 mg/L,pH为6.0,吸附剂量为1.6 g/L的条件下,在400 min达到吸附平衡,吸附容量可达到30.29 mg/g,Cu²⁺去除率可达到97%。吸附-再生循环实验证实PFM具有良好的再生性能,在去除Cu²⁺方面具有很好的实际应用前景。VSM分析表明:纳米PFM具备超顺磁性和铁磁性的优势;PFM的XRD图谱显示,PAM附着于纳米Fe₃O₄/MnO₂表面,增强了其与溶液中金属离子接触的表面积,有利于对金属离子的吸附;在纳米PFM吸附剂的FTIR中出现PAM中的酰胺键,印证了Fe₃O₄/MnO_...     

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.     

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     

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.     

碳纳米管-羟磷灰石对铅的吸附特性研究

采用多壁碳纳米管-羟磷灰石(MWCNT-HAP)复合材料,通过间歇试验研究了MWCNT-HAP对Pb(Ⅱ)的吸附特性.主要探讨了固液比、p H、离子强度、反应时间、Pb(Ⅱ)的初始质量浓度及温度等因素对吸附的影响.结果表明,固液比、p H与温度对于去除Pb(Ⅱ)的影响较大,离子强度影响较小.当温度为20℃,固液比为0.08 g·L-1,p H0为5.5,Pb(Ⅱ)的初始质量浓度为100 mg·L-1时,吸附量为716.13 mg·g-1.动力学试验结果表明,MWCNT-HAP吸附Pb(Ⅱ)为快速反应过程,在30 min时,吸附量可达最大吸附量的90%,60 min即可达平衡.伪二级动力学模型可较好地拟合动力学试验数据,可采用该模型描述MWCNT-HAP对Pb(Ⅱ)吸附的动力学过程.热力学试验结果表明,在不同温度下的自由能变均为负值,表明MWCNT-HAP对Pb(Ⅱ)的吸附为自发反应,升温有利于反应进行.Langmuir模型拟合不同温度下的等温试验结果得到可决定系数(R2为0.999 8~1.000 0),可采用该模型模拟MWCNT-HAP对Pb(Ⅱ)的等温吸附过程.MWCNT-HAP去除Pb(Ⅱ)的主要机制为MWCNT-HAP表面含氧官能团与Pb2+间的络合反应、HAP的分解-沉淀、Pb2+与Ca2+离子交换等.     

中间相炭微球/碳纳米管复合吸附材料的制备及性能研究

采用原位热缩聚合成了含有碳纳米管的中间相炭微球,以KOH为活化剂,调整碱炭比和活化时间,制备了中间相炭微球/碳纳米管复合吸附材料,并通过甲基橙吸附试验和孔隙比表面积测试研究了复合材料的吸附性能,分析了碳纳米管对中间相炭微球吸附性能的影响。结果表明:复合吸附材料对甲基橙具有较好的吸附能力;添加一定比例的碳纳米管能够提高活性中间相炭微球的比表面积和吸附能力,当添加碳纳米管含量为10%时,其比表面积比纯中间相炭微球提高了14.7%,对甲基橙的吸附率超过了99.9%;吸附-脱附等温曲线表明复合吸附材料的等温线属于I型吸附等温线,该复合材料主要以微孔为主,并存在少量中孔。     

碳纳米管对水中4-氯酚和2,4-二氯酚的吸附性能研究

碳纳米管是一种具有独特结构和优异性能的新型纳米材料。文章利用碳纳米管对水溶液中的4-氯酚和2,4-二氯酚进行了吸附研究,考察了吸附时间、pH值、温度等对吸附效果的影响,并采用Langmuir和Freundlich方程进行拟合,探讨了其可能的吸附机理。研究结果表明,碳纳米管对4-氯酚和2,4-二氯酚的最佳吸附酸度在pH=2～6。碳纳米管对2,4-二氯酚吸附量大于对4-氯酚的吸附量,二者动力学特征均符合准二级动力学方程。研究了4-氯酚和2,4-二氯酚在碳纳米管上的吸附等温线。研究结果表明:4-氯酚和2,4-二氯酚在碳纳米管上的吸附量随着温度的升高而下降。吸附过程是一个放热的过程,Langmuir和Freundlich等温吸附方程均能较好地拟合吸附等温线。碳纳米管能较好地用于除去水溶液中的4-氯酚和2,4-二氯酚。     

聚合铝与有机高分子复合絮凝剂的絮凝性能及其吸附特性

为探讨聚合铝与有机高分子在复合絮凝作用过程中的相互作用,选取４种典型有机高分子絮凝剂,研究聚合铝与阳离子型有机高分子和阴离子型有机高分子复合后的凝聚絮凝特征及其吸附特性．结果表明,聚合铝与阳离子型有机高分子复合能够使其絮凝效能相互促进,而聚合铝与阴离子型有机高分子的复合只有在药剂投加量达到一定值时才能对絮凝效能起促进作用．阳离子型有机高分子引入聚合铝后,使聚合铝的吸附量降低,而阴离子型有机高分子的引入使聚合铝的吸附能力大大增强,吸附量显著提高     

碳纳米管的制备方法及在环保领域中的应用

介绍了碳纳米管的结构和特性,综述了其主要的制备方法,介绍了碳纳米管在环境治理、环境分析和环境保护等领域的应用,这些应用主要基于碳纳米管本身优异的吸附性能和电化学机械性能,最后探讨了目前碳纳米管在制备和环境应用中所存在的问题.