纳米TiO2花式分层微球的合成及其对Pb(Ⅱ)的吸附性能

利用仿生合成的方法,以甘氨酸为模板剂、钛酸正四丁酯作钛源,水热合成一种新型纳米TiO₂花式微球,并对其进行了表征。通过考察pH值、温度和Pb(Ⅱ)溶液的初始浓度对吸附效果的影响,研究了TiO₂花式微球对水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附性能及其吸附动力学特性。结果表明,纳米TiO₂花式微球直径约2 μm,平均孔径约56 nm,比表面积约是270.3 m²/g;当pH值为4.0时TiO₂花式微球对溶液中Pb(Ⅱ)吸附率达到最高,210 min时基本达到吸附平衡,20、30和40℃的最大吸附量分别为75.64、76.34 和77.52 mg/g。吸附过程遵循准二级速率方程,与Langmuir等温式拟合更好。     

淀粉微球对苯酚的吸附性能研究

以可溶性淀粉为原料,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)为交联剂,通过反相悬浮聚合得到淀粉微球作为吸附载体,研究了pH、吸附时间、温度对其苯酚吸附性能的影响,以及淀粉微球吸附苯酚的热力学和动力学特性,并利用扫描电镜仪、红外光谱仪对淀粉微球的结构进行了表征。结果表明,淀粉微球粒度分布均匀,表面粗糙多孔,具有相当大的孔容积和比表面积,具有较好的吸附性能;在20℃、pH为5.3时,吸附30 min后,淀粉微球对苯酚的吸附容量达到饱和,最大吸附量为18.71 mg/g;采用准二级吸附动力学方程能更好地描述淀粉微球对苯酚的吸附行为,淀粉微球对苯酚的吸附是以化学吸附为主控步骤的作用过程,淀粉微球对苯酚的吸附主要是通过氢键作用来完成的。     

高分子空心微球的合成及其对废水镉微污染物的吸附性能

为考察高分子纳米微球对微污染物镉的吸附性能,以高分子空心微球为吸附剂,以废水镉微污染物为吸附对象,探讨高分子空心微球的重金属吸附性能,重点考察水热时间和水热温度对高分子微球表面基团的影响。结果表明:水热温度升高,高分子微球出现粘连;当水热温度为180℃,水热时间为4 h时,镉微污染物去除率最佳。强酸性条件有利于高分子微球吸附镉微污染物,当pH4时,镉微污染物去除率超过95%;而中碱性条件的去除率不超过70%。高分子空心微球镉离子吸附过程不属于放热过程,最大吸附量超过75 mg·g~(-1)。经盐酸再生利用时,高分子空心微球的镉吸附率没有出现下降,超过95%以上。高分子微球对微污染物镉具有良好的吸附性能。     

空心壳聚糖微球对二甲酚橙的吸附性能研究

以生物可降解的壳聚糖为原料,采用反相悬浮交联法制备了具有空壳结构的壳聚糖微球,通过控制反应条件得到单分散性的微米级微球.通过分光光度法探讨了溶液初始pH、吸附时间、二甲酚橙初始浓度、壳聚糖微球用量及其直径对壳聚糖微球吸附二甲酚橙的影响.结果表明,常温下壳聚糖微球对二甲酚橙的最佳吸附条件为:溶液初始pH为5,吸附时间为2.0 h,二甲酚橙初始质量浓度为32 mg/L,壳聚糖微球用量为0.3 g/L(以每升二甲酚橙溶液计),壳聚糖微球直径为74 靘;在此最佳吸附条件下,采用分光光度法对二甲酚橙模拟废水进行测定,相应的回收率误差均在-1%～1%.     

As（V）在金红石TiO2颗粒表面吸附特性及机理

通过静态动力学和热力学吸附实验,研究了温度、共存离子以及溶质的初始浓度对As（V）在金红石TiO2颗粒表面吸附的影响,探讨了As（V）在金红石TiO2颗粒表面吸附特性及机理。结果表明,在As（V）初始浓度为10mg／L,pH为7的条件下,25℃时的吸附量0．41mg／g高于30℃时的吸附量0．31mg／g,As（V）在金红石TiO,上的吸附为放热过程。CaCl2和MgCl2的添加对As（V）在金红石TiO2表面吸附起到明显的促进作用。T=25℃,Ca2＋或Mg2＋浓度为10mmol／L时,As（V）吸附量分别为0．64和0．56mg／g,Ca2＋比Mg2＋对As（V）吸附促进作用强。As（V）在金红石TiO2的吸附等温线符合Frendlich方程,Lagergren二级动力学方程能较好地描述As（V）在金红石TiO2颗粒表面吸附的动力学过程。     

新型材料淀粉微球对Cu2＋、Cr3＋和Pb2＋的吸附机理研究

以可溶性淀粉为原料,在反相悬浮体系中合成N,N′-亚甲基双丙烯酰胺交联淀粉微球为载体,研究了新型吸附材料淀粉微球（cross-linked starch microsphere,CSMs）对Mn＋（Cu2＋、Cr3＋、Pb2＋）的静态吸附行为。利用扫描电镜、X射线衍射仪和红外光谱仪对微球及其吸附产物进行表征,分析讨论了3种金属原子结构,研究了吸附机理。结果表明：308K时,Cu2＋、Pb2＋和Cr3＋的饱和吸附量分别是2.43、0.30和0.27 mmol/g,CSMs对Cu2＋离子吸附能力最强,并且其通过物理吸附、配位吸附方式吸附Mn＋,并得出引起微球吸附能力大小可能与金属离子电荷、离子半径和外层电子排布的差异因素有关。     

骨炭对Pb(Ⅱ)的吸附特性

通过间歇实验研究了骨炭对重金属Pb(Ⅱ)的吸附特性。探讨了固液比、pH、离子强度、反应时间、温度及初始浓度等因素的影响。实验结果表明,pH与固液比显著影响去除率,温度与离子强度的影响较小。当温度为20℃,pH=2.5,Pb(Ⅱ)的初始浓度为200 mg/L,固液比为1 g/L时,最大去除率近100%。动力学实验结果表明,骨炭对Pb(Ⅱ)的吸附为快速反应,在30 min内可达到平衡,准二级动力学模型可较好地拟合实验结果。等温吸附实验结果表明,Freundlich模型与Langmuir模型均可较好地拟合等温吸附实验结果。骨炭对Pb(Ⅱ)的吸附机制主要为表面络合反应与分解置换-沉淀反应。     

MCM-41介孔分子筛的合成及其对铜离子的吸附性能

以微硅粉为硅源,CTAB和PEG-6000为模板剂,合成MCM-41介孔分子筛。采用XRD、N2吸附-脱附曲线、FT—IR以及TEM表征了其结构、比表面积、孔径分布及晶体形貌,并且以该样品为吸附剂,对含Cu2＋的溶液进行了静态吸附实验。结果表明,以微硅粉为硅源成功合成了具有典型六方排列孔道结构的MCM-41,其比表面积为869．5m。／g,孔容为0．97cm3／g,平均孔径为3．3nm;溶液pH为5—6时,MCM-41对Cu2＋的去除效果最好;MCM-41对Cu3＋的最大吸附吸附容量36．3mg／g;MCM-41对Cu2＋的吸附性能符合Langmuir吸附方程的特征。动力学研究表明,该过程符合准二级动力学模型。     

棘孢曲霉（Aspergillus aculeatus）对Pb^2＋和Cd^2＋的吸附特征

为了研究棘孢曲霉（Aspergillus aculeatus）对溶液中Pb^2＋和Cd^2＋吸附过程的特征,分别从动力学、热力学和吸附等温线三方面进行了实验,同时还研究了pH、温度、时间、重金属离子起始浓度和吸附剂用量对吸附过程的影响。等温吸附过程可以用Langmuir方程来描述。在实验设定条件下,棘孢曲霉对Pb^2＋和Cd^2＋最大吸附量分别为71．2mg／g和59．8mg／g;动力学实验数据很好的符合二级动力学方程,吸附达到平衡的时间为3h;热力学实验数据显示该吸附过程为自发的、吸热的过程。     

纳米SiO2对Pb2+污染水源水混凝过程的影响

随着纳米材料的广泛应用,越来越多的纳米材料会泄露到水环境中,但目前关于纳米材料对混凝过程的影响还缺乏充分的研究。针对不同浊度,不同纳米SiO2浓度,不同pH以及腐殖酸对混凝去除Pb2+的影响进行了一系列的研究。结果表明,在低投加量(40 mg/L) 条件下,Pb2+的去除率受浊度影响较大,然而在高投加量(80 mg/L) 条件下,Pb2+的去除率受浊度的影响反而较小,且随着浊度从15.0 NTU增加到90.0 NTU,Pb2+的去除率从70.172%下降到63.925%。当浊度为45.0 NTU,投加量为40 mg/L时,铅离子的去除率在 SiO2投加量达到0.8 mg/L时达到最高(92.34%)。由于在低浊度条件下絮体形成不充分,以至于生成的絮体对SiO2的吸附去除率较低,所以吸附在SiO2表面的Pb2+会悬浮在溶液体系中,造成Pb2+去除率的下降。随着pH的升高,Pb2+去除率呈先升高后降低的趋势,且在偏碱性条件下达到最高。pH对Pb2+去除率的影响主要体现在其对纳米SiO2表面电荷的影响,SiO2表面负电荷增多可有效提高Pb2+的去除率,说明纳米SiO2的吸附作用在去除Pb2+的过程中起重要的作用。在高混凝剂投加量(80.0 mg/L)下腐殖酸对Pb2+的去除有促进作用,且当腐殖酸存在时,SiO2的含量对Pb2+的去除率无明显影响。     

粉煤灰合成NaX型分子筛的表征及其对Fe~（2＋）离子的吸附研究

以高温碱熔融处理粉煤灰合成了NaX型沸石分子筛,考察了不同水热晶化温度对产物结果的影响,用粉末XRD、XRF、SEM和FT-IR等手段对产品进行了表征,结果表明,以粉煤灰为原料用水热合成法合成微孔分子筛时,在晶化温度为90℃时能得到晶形较好的NaX型分子筛。同时考察了NaX分子筛的用量、时间和pH值等因素对Fe2＋离子的吸附影响,在25 mL Fe2＋离子浓度为2×103 mg/L的溶液中,当吸附剂用量为0.2 g,吸附时间为2 h,吸附效率达到最大值（36.41%）,而随着溶液pH值的升高其吸附效率显著增大。     

聚醚砜/改性凹凸棒杂化微球对双酚A的吸附性能

以酸热、有机改性凹凸棒和聚醚砜为原料,利用液-液分离技术制备了聚醚砜/改性凹凸棒毫米级杂化微球。利用扫描电镜和比表面仪分析所制杂化微球表观特征。实验探讨了改性凹凸棒掺杂比和溶液pH对杂化微球吸附双酚A效果的影响,并深入研究了吸附动力学和热力学原理。实验结果表明：杂化微球对双酚A的吸附性能受pH影响较小;相比纯聚醚砜微球,掺杂后的杂化微球对双酚A吸附量从1.97 μmol·g-1提升到11.80 μmol·g-1;吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型。根据Langmuir模型计算可知,25 ℃时杂化微球最大吸附量为116.28 μmol·g-1。5次乙醇再生后,杂化微球对双酚A的去除效果依然保持在95%以上。杂化微球作为吸附剂在水处理中具有潜在应用价值。     

聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)复合磁性微球的吸附性能

以共沉淀法制备纳米Fe3O4,通过分散聚合法制备了磁性聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)(Fe3O4@P(St-MMA))微球,采用光学显微镜、红外光谱、样品磁力振荡计和X射线衍射(XRD)对磁性微球进行了表征。考察了复合磁性微球在不同的p H、离子强度和吸附时间等条件下对其吸附性能的影响,运用吸附动力学和吸附等温线研究了磁性微球对亚甲基蓝的表面吸附机理。结果表明,制备的磁性微球粒径在100~200μm之间,表面含有羧基,饱和磁化强度为9.44 emu/g,在外加磁场的作用下能够快速分离出来。亚甲基蓝的吸附符合准二级动力学模型,在100 min内基本达到吸附平衡;25℃下,最大吸附量高达144.9 mg/g,且吸附随着p H值的升高而增加,当p H7时,吸附量基本不变;随着离子强度增加,吸附量逐渐下降;Langmuir等温线能比较好地拟合磁性微球对溶液中亚甲基蓝的吸附。     

TiO2/活性炭复合纳米纤维膜对亚甲基蓝的吸附研究

摘要以自制的TiO2/活性炭复合纳米纤维膜作为吸附剂,以亚甲基蓝为目标污染物,研究了亚甲基蓝初始浓度、温度、TiO2/活性炭复合纳米纤维膜投加量、pH等对TiO2/活性炭复合纳米纤维膜吸附去除亚甲基蓝的影响,并研究了TiO2/活性炭复合纳米纤维膜的Zeta电位、接触角、光催化再生性能.结果表明:(1)静态吸附时,随着亚...     

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。     

新型材料淀粉微球对Cu~(2+)、Cr~(3+)和Pb~(2+)的吸附机理研究

以可溶性淀粉为原料,在反相悬浮体系中合成N,N′-亚甲基双丙烯酰胺交联淀粉微球为载体,研究了新型吸附材料淀粉微球(cross-linked starch microsphere,CSMs)对Mn+(Cu2+、Cr3+、Pb2+)的静态吸附行为。利用扫描电镜、X射线衍射仪和红外光谱仪对微球及其吸附产物进行表征,分析讨论了3种金属原子结构,研究了吸附机理。结果表明:308K时,Cu2+、Pb2+和Cr3+的饱和吸附量分别是2.43、0.30和0.27 mmol/g,CSMs对Cu2+离子吸附能力最强,并且其通过物理吸附、配位吸附方式吸附Mn+,并得出引起微球吸附能力大小可能与金属离子电荷、离子半径和外层电子排布的差异因素有关。     

棘孢曲霉（Aspergillus aculeatus）对Pb2＋和Cd2＋的吸附特征

为了研究棘孢曲霉（Aspergillus aculeatus）对溶液中Pb^2＋和Cd^2＋吸附过程的特征,分别从动力学、热力学和吸附等温线三方面进行了实验,同时还研究了pH、温度、时间、重金属离子起始浓度和吸附剂用量对吸附过程的影响。等温吸附过程可以用Langmuir方程来描述。在实验设定条件下,棘孢曲霉对Pb^2＋和Cd^2＋最大吸附量分别为71.2 mg/g和59.8 mg/g;动力学实验数据很好的符合二级     

微孔TiO2负载Pt吸附强化矿化甲苯的性能

矿化效率不足是光催化技术应用于挥发性有机化合物（VOCs）净化的关键限制因素之一。为了提高VOCs的矿化效率,制备了高比表面（736 m2·g-1）微孔TiO2材料,以其为载体构建了微孔TiO2与Pt的吸附强化光催化二元结构体系。采用比表面积（BET）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）等方法考察材料结构,并以甲苯为VOCs代表研究材料的吸附-光催化特性。结果表明,Pt修饰微孔TiO2表现出特异的吸附和催化能力,甲苯平衡吸附量和矿化效率分别是P25的3.8~4.1倍和2.6~2.9倍。微孔TiO2载体除了吸附强化作用外,其表面通过Pt修饰可产生大量表面羟基,从而利于Pt-TiO2的常温催化过程。     

TiO2/NiFe2O2磁性纳米光催化剂的制备及其光催化性能研究

先用水热法制备了纳米级NiFe2O2磁核,然后采用均匀沉淀法在NiFe2O2磁核表面包覆TiO2,制备了一种新型磁性纳米光催化剂TiO2/NiFe2O2通过实验确定了制备TiO2/NiFe2O2的最佳Ti/Ni(摩尔比)为30/1,用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见(UV-Vis)漫反射、热重-差示扫描量热分析(TG-DSC)、磁力学测试等手段对其进行了表征.以甲基橙的水溶液为模拟污染物,评价了TiO2/NiFe2O2的光催化性能,在光照2 h后,甲基橙的脱色率可达98.5%.研究结果表明,TiO2/NiFe2O2是一种可重复使用的高效光催化剂.