聚苯胺/TiO2-SiO2复合催化剂去除空气中甲醛的研究

为提高空气净化效果,研究了聚苯胺(PANi)/TiO2-SiO2复合催化剂对甲醛的吸附和协同光催化作用.考察了TiO2-SiO2涂敷层数、PANi浓度和不同酸(有机酸、盐酸)掺杂对紫外光催化氧化甲醛的影响,以及PANi/TiO2-SiO2在可见光下去除甲醛的效果.结果表明,复合聚苯胺的存在使吸光范围拓展到可见光区,提高了对甲醛的吸附.涂敷3层TiO2-SiO2、吸附浓度0.26g/L的PANi溶液所得复合催化剂紫外光催化效果最好,与没有PANi的催化剂相比,使甲醛去除率提高2倍.有机酸掺杂比无机酸掺杂的PANi复合催化剂紫外光催化甲醛的初期反应快,但最终甲醛的去除率相同.PANi/TiO2-SiO2具有显著的可见光催化氧化去除甲醛的活性,对低浓度甲醛氧化去除速率更快.     

盐酸掺杂聚苯胺粉体表面包覆合金镀层电磁参数研究

盐酸掺杂聚苯胺粉体作为电损耗吸波材料,存在磁损耗差的特点,吸波频带较窄。采用了化学镀的方法在盐酸掺杂聚苯胺粉体表面包覆磁性合金镀层,研究镀后粉体电磁参数的变化。实验结果表明,镀后粉体与原始粉体相比,磁性能有明显改善,但可能镀覆处理过程中粉体掺杂结构遭到破坏,镀后粉体电性能明显减弱。     

稀土铒掺杂TiO_2光催化剂的吸附和光催化活性研究

通过溶胶-凝胶法成功的制备了一系列Er3+掺杂的TiO2光催化剂,并通过XRD、DRS对催化剂进行了表征,结果表明所制催化剂为锐钛矿型,Er3+的掺杂有利于抑制晶粒生长,提高晶体的热稳定性。紫外-可见吸收(DRS)光谱证实,Er3+的掺杂增强了催化剂在可见光区域的吸收能力。吸附实验结果表明,Er3+的掺杂显著提高了橙黄I在TiO2催化剂表面的吸附能力,随掺杂量增加,吸附增强。活性实验结果表明,Er3+的掺杂显著提高了TiO2的光催化活性,最佳掺杂量为1.5%。     

竹基N、P共掺杂活性炭的制备及其镧离子吸附性能

采用磷酸氢二铵为活化剂和N、P源，竹屑为碳源，通过一步热解法制备N、P共掺杂活性炭，并将其用于高效去除水溶液中的La³⁺.分析了活化温度和pH值对La³⁺吸附性能的影响，并通过TG-IR、SEM-EDX、孔隙结构、XPS以及亲水性等探究其活化和吸附机制.结果表明，磷酸氢二铵在高温下容易分解产生氨气和磷酸，对物料起到活化作用，促进活性炭比表面积和孔隙容积的提高；作为N、P源，磷酸氢二铵的添加成功实现了活性炭的N、P共掺杂，而含N、P官能团的引入是提升La³⁺吸附量的关键.其中，石墨氮可以提供La³⁺—π键间的相互作用，C—P＝O和C/P—O—P可通过络合作用和静电作用为吸附La³⁺提供活性位点.La³⁺在N、P共掺杂活性炭上的吸附是吸热和自发的，吸附过程符合Langmuir等温式和二级动力学模型.在活化温度为900℃，pH=6的工艺条件下，N、P共掺杂活性炭的吸附量高达55.18 mg·g^-1，比未掺杂样品高2.53倍，并且其在La³⁺/Na⁺和La³⁺/Ca²⁺共存体系中对La³⁺的吸附选择性分别达到93.49%和82.49%，经过5次连续的吸附-解吸循环实验去除效率仍高于54%.     

掺杂生物膜组分对黄河乌海段表层沉积物吸附Cd^2＋的影响研究

以生物膜主要组分水铁矿和腐殖酸作为掺杂吸附剂,分析了掺杂前后黄河乌海段表层沉积物对重金属Cd^2＋的吸附特性,探讨了吸附时间、Cd^2＋初始浓度和pH对沉积物吸附Cd^2＋的影响,对吸附动力学和吸附等温线进行了拟合并计算了分配系数。结果表明：腐殖酸和水铁矿掺杂比例的提高增强了沉积物对cd^2＋的吸附能力;掺杂生物膜主要组分对黄河乌海段水体Cd^2＋的吸附过程更符合Langmuir等温吸附曲线（R^2≥0．99,P≤0．02,n=7）;掺杂腐殖酸和水铁矿后沉积物对cd^2＋的分配系数分别为：6．2959和2．7110,二者均高于未掺杂沉积物对Cd^2＋的分配系数（0．8626）,说明掺杂腐殖酸的吸附效果优于掺杂水铁矿的吸附效果;另外,溶液pH对沉积物吸附Cd^2＋影响显著。     

水葫芦重金属吸附性能再利用研究

文章将从河道中打捞的水葫芦分别进行干燥、颗粒化及纤维提取处理,然后研究其对Cu2+的吸附特性,并进一步研究了颗粒状水葫芦在不同浓度Cu2+溶液和不同pH值条件下的Cu2+吸附特性。结果发现水葫芦经过颗粒化和纤维提取处理后,其最大Cu2+吸附量基本保持不变,但吸附速率稍有提高。水葫芦颗粒袋对Cu2+溶液的吸附性能基本不受溶液pH值的影响,对痕量Cu2+溶液具有较好的吸附效果,基本达到国家污水综合排放标准规定的Cu2+含量的三级标准,是一种可以推广的再利用水葫芦重金属离子吸附性能的实用方法。     

酸和热处理对海泡石结构及吸附Pb2+、 Cd2+性能的影响

通过X射线衍射、傅里叶变换红外光谱及比表面积分析等研究了酸和热处理对天然海泡石结构的影响,并考察不同处理后的海泡石样品吸附重金属Pb2+、Cd2+性能.结果表明,海泡石比表面积均随盐酸浓度、处理时间的增加而略有增大,而结构无明显变化,0.5 mol·L-1 HCl处理时,天然海泡石中的CaCO3未能被完全去除,6.0 mol·L-1 HCl处理72 h时,海泡石比表面积达到最大301.47 m2·g-1.盐酸热处理并不能提高海泡石的比表面积,也不会使海泡石结构产生明显变化.不同类型酸处理对海泡石比表面积提高顺序依次为:HCl>HNO3>H2SO4;海泡石经焙烧后比表面积迅速下降,由100℃的21.44 m2·g-1下降到900℃的0.17 m2·g-1.重金属吸附实验表明,盐酸处理浓度和时间对海泡石吸附Pb2+、Cd2+离子性能无明显影响;不同酸处理对海泡石吸附Pb2+、Cd2+离子性能存在一定影响,H2SO4处理后海泡石对Pb2+、Cd2+离子吸附量明显高于HCl和HNO3处理.海泡石焙烧处理后对Pb2+离子吸附量无明显影响,但对Cd2+离子吸附量在焙烧700℃以上时增加明显.     

铈钛掺杂促进铁氧化物低温SCR脱硝性能的机理

利用X射线晶格衍射（XRD）、N₂吸附和X射线光电子能谱仪（XPS）等对铈和钛掺杂后的铁氧化物晶相、孔隙结构及表面活性组分的分散度等物性进行表征分析,得到了铈和钛掺杂对铁氧化物低温NH₃-SCR脱硝性能的促进机理.结果表明：铈和钛掺杂会抑制铁氧化物中Fe₂O₃的结晶,细化其孔径,增大其比表面积和比孔容;铈掺杂会促使铁氧化物表面形成Ce⁴⁺/Ce³⁺氧化还原电子对;进一步掺杂钛会提高铁铈复合氧化物形成更多吸附氧,增强其表面低温催化氧化NO为NO₂的性能;且铈和钛掺杂增强了铁氧化物表面的吸附性能,尤其提高了对NH₃的低温吸附,从而促进了铁基氧化物催化剂的低温NH₃-SCR脱硝性能.     

静电纺壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜对Cu~(2+)、Ni~(2+)及Cd~(2+)的吸附特性

采用SEM、FTIR、XRD、BET等技术对静电纺丝制得的吸附材料壳聚糖/聚乙烯醇(CS/PVA)纳米纤维膜进行表征,并通过对模拟重金属离子废水的吸附实验,系统考察了溶液pH、重金属离子(Cu2+、Ni2+及Cd2+)初始浓度和反应温度对吸附的影响.结果表明,在外加电压25kV、接触距离15.0 cm、纺丝速度0.15 m L·h-1的条件下,可制得CS/PVA质量比为20/80的连续无缺陷的平均直径76.31 nm、比表面积219.4m2·g-1的纤维膜.CS/PVA纳米纤维膜对重金属离子的吸附在2 h内达到平衡,其吸附容量随着温度的升高而升高,随着初始浓度的增大而增大,随着pH值的升高而提高,在pH=5.5时达到最大.在25℃和pH=5.5的条件下,用CS/PVA纳米纤维膜吸附浓度100 mg·L-1的Cu2+、Ni2+和Cd2+溶液,吸附容量分别为98.65、116.89和124.23 mg·g-1,且对重金属吸附无选择性.吸附过程符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,吸附动力学同时匹配准一级动力学模型和准二级动力学模型.热力学参数(ΔG、ΔH和ΔS)计算结果表明,CS/PVA纳米纤维膜对重金属离子的吸附是自发的吸热反应.     

固化填埋污泥对Cu2+、Zn2+吸附特征的比较研究

比较研究了固化填埋污泥对Cu2+、Zn2+吸附特征差异.结果表明,固化填埋污泥对Cu2+、Zn2+的吸附量及吸附率均在pH 3时达最大值;当固化填埋污泥质量浓度为6.0g/L时,其对初始浓度为150mg/L 的Cu2+、Zn2+吸附率均可达90%以上.固化填埋污泥对Cu2+、Zn2+的吸附等温式与Henry、Freundlich及Langmiur方程均具有较好的拟合性,且固化填埋污泥分别对Cu2+和Zn2 +具有较高的吸附强度和吸附容量.解吸特性研究表明,盐酸仅在pH1时对固化填埋污泥中Cu2+、Zn2+的解吸率达90%以上;随EDTA浓度增加,其对固化填埋污泥中吸附态Cu2+的解吸率显著上升,0.5mmol/L EDTA即可解吸100%的吸附态Cu2+,但对固化填埋污泥中吸附态Zn2+的解吸率仅为10%左右.     

La3+掺杂对吸附相反应制备TiO2复合催化剂的结晶过程及弱紫外光下活性的影响

利用吸附相反应技术制备弱紫外光响应的高效催化剂,并通过XRD、XPS以及HRTEM探索了不同焙烧温度下La3+掺杂量对TiO2结晶过程的影响.结合弱紫外光下甲基橙的降解反应,深入研究催化剂结晶过程的变化对弱紫外光下催化剂活性的影响.结果表明,La3+掺杂会抑制TiO2的结晶过程.当焙烧温度或者掺杂量较低时,La3+不能进入TiO2的晶格结构但会轻微地抑制TiO2的结晶过程;未进入晶格结构的La3+存在会引入光生载流子的浅能级捕获中心,在弱光体系中极大提升了催化剂的活性.当La3+的掺杂量为0.05%(原子分数)时,经过900℃焙烧后催化剂降解能力最高,其活性超过商用P25的2倍多.在较高La3+掺杂量(超过0.20%)时,900℃焙烧后一定量La3+进入TiO2的晶格结构而大大抑制了TiO2结晶;这种强烈的抑制作用使得催化剂中存在大量无定形结构TiO2,无定形TiO2甚至多于700℃焙烧后的催化剂,反而大大抑制了弱光体系中催化剂活性.     

活性炭纤维的改性及对Cu~(2+)吸附性能影响的研究

采用硝酸、磷酸、磷酸二氢铵和硝酸铜水溶液对聚丙烯腈基活性炭纤维(PAN-ACF)进行浸渍改性,制备了4种改性活性炭纤维(ACF1-ACF4)。测定了改性活性炭纤维表面含氧酸性官能团、零电荷点、比表面积和孔容,评价了改性纤维对铜离子的吸附性能。结果表明改性后活性炭纤维表面含氧酸性官能团明显增加,其零电荷点相应降低,比表面积和微孔孔容增大。改性活性炭纤维对Cu2+的吸附容量显著提高,其中ACF2吸附性能最佳,其吸附容量从改性前的4.80 mg/g增加到17.32 mg/g,提高了3.6倍。     

水溶性聚苯胺的制备方法腐蚀机理及缓蚀性能研究进展

综述了近年来水溶性聚苯胺制备方法的研究进展,介绍了聚苯胺的防腐机理。试验结果表明,自制的水溶性聚苯胺对碳钢在盐酸溶液中具有比较明显的缓蚀作用,缓蚀率可达70%以上。     

金属氧化物纳米颗粒对磷的吸附及回收潜力

比较4种金属氧化物纳米颗粒(nMgO,nAl_2O_3,nTiO2和nFe_2O_3)对水体P的吸附性能,并探讨了pH、吸附时间、共存离子等因素对nMgO吸附P的影响,用XRD和XPS分析了nMgO对P的吸附机制,最后通过小青菜盆栽实验法探讨nMgO从养殖废水中吸附回收P的应用潜力.结果发现,在pH3.0~8.0范围内,nMgO对P的吸附量显著高于nAl_2O_3、nTiO_2和nFe_2O_3,4种纳米颗粒对P的吸附量分别可达40、31.77、15.93和13.08mg/g.吸附后P的解吸可逆性较差.nMgO对P的吸附能在0.5h内达到吸附平衡,P的吸附符合准二级动力学过程.体系共存的等量F~-、Cl~-、NO_3~-、SO_4~(2-)、Na~+、K~+和NH_4~+离子对nMgO吸附P无显著影响,Mg~(2+)和Ca~(2+)离子对P吸附具有促进作用.nMgO对P的吸附等温线可用Langmuir模型描述,最大吸附量达139.3mg/g.XRD和XPS分析表明,nMgO对P的吸附是伴有静电吸引的以表面络合沉淀反应为主的吸附过程.nMgO能有效地从养殖废水中吸附回收P,吸附P的nMgO作为肥料,能使小青菜干物质量从0.31g/kg土增加到0.96g/kg土.     

甲基橙在镧掺杂二氧化钛表面的吸附研究

以钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法成功制备了一系列La^3＋-TiO2光催化剂。通过XRD对催化剂进行了表征,XRD光谱结果表明所制得的TiO2光催化剂晶型结构为锐钛矿型。考察了pH值对甲基橙在纯TiO2光催化剂表面的吸附以及掺杂量对吸附的影响,通过紫外-可见光吸收光谱分析得出碱性或中性条件下的吸附较好。镧（La^3＋）掺杂量的TiO2对甲基橙的吸附实验表明,La^3＋的掺杂显著提高了甲基橙在TiO2催化剂表面的吸附能力,随着La^3＋掺杂量的增加,吸附能力逐渐增强。     

巯基树脂的合成及对Hg2+的吸附特征

使用聚苯乙烯交联微球为前驱体,经一系列反应合成了一种苯环上含巯基的离子交换树脂(巯基树脂),研究了其对水中Hg2+的吸附特征. 巯基树脂的红外与元素分析结果表明,巯基官能团成功地嫁接到树脂表面,树脂中b(巯基)为2.89 mmol/g. pH对吸附的影响较大,当pH为1时,巯基树脂对Hg2+的吸附量很低,因此,可以用酸洗树脂使其再生. 当pH为2～7时,巯基树脂对Hg2+的吸附量相差不大. 巯基树脂对水中Hg2+的吸附等温线结果表明,温度的升高有利于吸附,吸附量高达14.500 mg/g,且符合Langmuir模型. Hg2+在巯基树脂上的吸附符合准二级动力学方程,对于初始ρ(Hg2+)为1 mg/L的溶液,吸附后最终ρ(Hg2+)可降到0.003 mg/L.      

交联改性壳聚糖的制备及其对Ni2+的吸附性能

以壳聚糖为原料,甲醛为预交联剂,戊二醛为交联剂,通过反相乳液聚合法制备了改性壳聚糖吸附剂.通过正交试验考察了交联反应条件对改性壳聚糖吸附Ni2+性能的影响,得出的最佳交联条件为:甲醛用量1 mL,反应温度70℃,戊二醛用量2 mL,反应时间2h.在最佳条件下制备的交联壳聚糖对Ni2+的吸附量达1.98 mmol/g.对吸附Ni2+后的交联壳聚糖分别用0.1 mol/L盐酸和0.1 mol/L氢氧化钠溶液进行脱附,结果表明用0.1 mol/L氢氧化钠溶液脱附效果较好.     

粉煤灰掺杂硫铁矿渣改性物吸附处理含铬废水

以粉煤灰为主要原料,通过在粉煤灰中掺杂硫铁矿渣并加盐酸进行改性,将该复合改性产物用于吸附去除废水中的六价铬。该复合改性产物的制备条件为灰渣比10∶1,盐酸质量分数30%,在加热沸腾的状态下改性1 h。当水中Cr6+质量浓度为5 mg/L,p H值为6,吸附剂投加量为40 g/L,吸附反应温度为10℃的条件下,吸附反应1 h后达到平衡,吸附效率为97%以上。该吸附反应符合Langmuir等温方程和Freundlich等温方程,是物理吸附和化学吸附协同作用的结果。研究表明:该复合改性法去除水中的六价铬成本低廉,操作简单,适合处理低浓度含铬废水,有利于固体废弃物的资源化利用。     

植酸掺杂聚苯胺对水中Cr(Ⅵ)的去除研究

为实现对废水中Cr（Ⅵ）的高效去除,利用PA（植酸）掺杂PANI（聚苯胺）制备了一种新型三维多孔吸附剂PANI/PA,探究PA的掺杂浓度、pH、反应时间、反应温度、共存金属离子和无机阴离子对Cr（Ⅵ）去除率的影响.首先,采用SEM、FTIR、XPS等表征手段证实PA成功掺杂到PANI上形成三维多孔结构,并进一步利用吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学模型分析PANI/PA对Cr（Ⅵ）的吸附特性.结果表明:①0.05 mol/L PA掺杂的吸附材料具有最优吸附效果.当pH为4.0时,吸附剂可以实现对Cr（Ⅵ）最有效的去除.②吸附动力学符合准二级动力学模型,表明化学吸附是控制反应速率的主要因素.Langmuir等温吸附模型对等温吸附过程实现较准确拟合,在318 K时达最大吸附容量（99.0 mg/g）,优于普通PANI吸附剂.③吸附机理主要是表面静电吸附、络合作用和还原作用.④在其他金属离子和无机阴离子共存下,PANI/PA对Cr（Ⅵ）具有较强的选择吸附性.研究显示,PANI/PA吸附材料成功制备并具有稳定结构,能够对水中Cr（Ⅵ）实现有效去除,并具有较强的选择吸附性,因此对废水中Cr（Ⅵ）的去除具有潜在的应用价值.      

γ-Fe2O3抗As2O3中毒能力的分子模拟

采用密度泛函理论研究了γ-Fe₂O₃表面As₂O₃的吸附以及掺杂改性提高抗As₂O₃中毒性能的作用机理.计算了As₂O₃在完整以及O缺陷γ-Fe₂O₃（001）表面的吸附性能,包括吸附位点、吸附结构、吸附能、PDOS等.同时建立了Mo、Ti、Mg掺杂的γ-Fe₂O₃模型,探讨了助剂掺杂对抗砷中毒能力的作用机制,并考虑了掺杂量的影响.结果表明：As₂O₃倾向于以O端化学吸附在γ-Fe₂O₃（001）表面Fe_oct位,吸附过程发生强烈的相互作用和电荷转移.当表面存在O缺陷时,As₂O₃的吸附能得到提高.Mo、Ti、Mg倾向于掺杂在Fe_oct位,增强了对As₂O₃的吸附能力,并且增大Mo的掺杂量可以强化As₂O₃的吸附.As₂O₃倾向于与活性较强的Mo、Ti、Mg发生反应,从而保护活性Fe位不受砷中毒,Ti和Mg的掺杂还抑制了相邻Fe位对As₂O₃的吸附.Mo、Ti、Mg的掺杂还促进了催化剂表面对NH₃的吸附,增强了表面酸性强度,有利于SCR反应.Mo、Ti、Mg原子的掺杂有利于提高γ-Fe₂O₃催化剂的抗砷中毒性能.