两种介孔分子筛动态吸附VOCs的研究

采用模板剂法制备了孔道规整、大比表面积的2种介孔分子筛MCM-41和SBA-15,并以甲苯、二甲苯、三甲苯为吸附对象,考察了介孔分子筛动态吸附VOCs的性能.结果表明,增加VOCs分子尺寸和浓度,降低床层温度可大幅提高介孔分子筛吸附性能.SBA-15由于介孔壁上的微孔结构适合吸附低浓度、小分子VOCs;MCM-41更适合吸附高浓度、大分子VOCs.TPD脱附试验表明,VOCs在介孔材料表面150℃下就能基本脱附完全.     

介孔复合吸附材料对微污染水源水中有机污染物的吸附试验

研究介孔复合吸附材料对微污染水源水中有机污染物和总磷的去除效果。"静态吸附"试验结果表明,介孔复合吸附材料对微污染水源水的TOC和总P去除率分别为76.7%和68.9%;TOC饱和吸附量为5.27mg/(g·L),总P饱和吸附量为0.486mg/(g·L);"动态吸附"试验结果表明,介孔复合吸附材料的最佳处理量为35mL/g,最佳吸附流速为5mL/min,在此条件下对TOC和总P的去除效果分别为68.7%和20.3%。综上所述,介孔复合吸附材料的整体吸附效果与活性炭相当,具有一定的应用价值。     

碱性条件下介孔SiO_2的制备及扩孔和吸附性能研究

在碱性条件下,以十六烷基三甲基溴化铵做为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,采用水热合成法,并用三甲苯(TMB)对其进行扩孔,获得了一种介孔二氧化硅材料。通过BET、FT-IR、SEM和小角XRD对其进行表征,研究其对铅离子的吸附性能。研究发现扩孔后的介孔二氧化硅对铅离子的吸附量明显高于未扩孔的介孔材料,吸附率达到99.8%。     

改性介孔碳对饮用水中3种指标吸附性能分析

为探究改性介孔碳对饮用水中污染物的去除效果,利用氯化铁和氧化锰分别对介孔碳进行改性,对硫化物、二氯乙酸和大肠杆菌这3种指标的去除效能和时间、吸附剂投加量等影响因素进行了研究。结果表明除C-Mn O复合材料对单一硫化物的吸附量低于介孔碳外,在各种不同条件下改性材料均比介孔碳的吸附能力有一定提高。此外,对于硫化物、二氯乙酸和大肠杆菌的混合污染物,C-Fe复合材料和C-Mn O复合材料对硫化物的去除率在介孔碳98.6%基础上增加至99.98%和99.73%;C-Fe复合材料和C-Mn O复合材料对二氯乙酸去除率在介孔碳43.62%基础上分别提升到45.37%和44.92%;介孔碳能吸附90%的大肠杆菌,改性材料对大肠杆菌的吸附能力略有提升,均从90%升至95%,改性介孔碳去除污染物优势明显。     

介孔硅材料及化学改性在水处理中的应用

随着人们对水环境污染严重性的高度关注,人们越来越重视良好吸附材料的开发。活性炭是一种最有效的吸附剂,拥有较大比表面积,但再生过程中有大量的损失,因此人们开始开发新的可循环使用的无机吸附材料。本文介绍了三种介孔硅吸附材料的合成方法,以及介孔硅吸附材料的化学改性应用,并且提出对吸附材料应用前景的建议。     

介孔SiO_2/TiO_2材料处理苯酚水溶液研究

通过水热法以PEG6000和β-CD为复合模板剂合成介孔SiO_2纳米粒子;采用溶剂热法以Tween-80为模板剂合成介孔TiO_2纳米粒子;应用溶剂热法利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂合成介孔SiO2_2-TiO_2复合纳米粒子。采用本实验合成的三种介孔材料对苯酚水溶液进行吸附性能对比实验。研究在不同用量、不同时间、不同pH值、不同初始浓度条件下介孔材料对苯酚水溶液的吸附效果。     

新型介孔吸附剂的制备及吸附性能

采用挥发诱导自组装(EISA)技术,以乙醇为溶剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为结构导向剂,合成了孔径为5.4nm的巯基功能化介孔材料,并用FTIR、EA、N2吸附-脱附和XRD分析技术对介孔材料进行了表征.同时,以Cr3+、Pb2+为目标污染物,考察了介孔吸附剂对污染物的吸附性能.结果表明,介孔吸附剂的吸附性能受pH值(初始与终态值)、振荡时间、温度和重金属离子初始浓度的影响显著.在T=303K、pH=5、振荡时间为1h,振荡频率为150r·min-1,污染物初始浓度低于0.4mmol·L-1时,吸附剂对Cr3+、Pb2+的去除率分别在85%和90%以上.介孔吸附剂对Cu2+、Pb2+的等温吸附行为与Langmuir模型相吻合(R2>0.992).     

挥发性有机物吸附材料研究进展

介绍了活性炭类、介孔分子筛、疏水硅胶以及高分子材料等挥发性有机物吸附材料的吸附特性及改性方法,分析了各类吸附材料的优缺点,提出了开发高选择性、高解吸率的吸附剂以及复合吸附剂将是今后研究的重点。     

功能化介孔材料SBA-16对水中碱性橙染料的去除

通过共浓缩法用正硅酸四乙酯(TEOS)、3-巯丙基三乙氧基硅烷(TMMPS)作为硅源,聚醚F127和十六烷基三甲基溴化铵(CTMABr)作为模板剂合成SBA-16,随后将其磺酸基功能化.合成的材料用粉末X射线衍射、氮气吸附脱附和扫描电镜表征.结果表明,n(TEOS)∶n(TMMPS)为3～8时,合成的材料为介孔材料,当n(TEOS)∶n(TMMPS)为7时,该功能化的介孔材料对碱性橙染料的吸附能力最佳;通过不同的pH值下的实验表明,在pH为4～5时,该功能化的介孔材料的吸附能力最好.     

有序介孔材料过滤脱除纳米颗粒物

多孔材料过滤去除环境纳米颗粒物(nanoparticles,NPs)是空气净化治理的重要方法之一.本文采用介孔分子筛(MCM-41、SBA-15)和有序介孔碳(CMK-3)这3种典型介孔材料对2~20 nm的NPs进行过滤脱除研究,旨在探索介孔材料在NPs过滤方面的应用可行性与相关理论基础.基于3种介孔材料的物理化学性质表征结果,通过本实验发现介孔材料孔道的最可几孔径以及一定量的介孔孔容是吸附NPs的关键,而微孔分布对去除NPs贡献不大.进一步对SBA-15在不同流量及不同颗粒床厚度下对NPs的去除进行了分析,发现纳米颗粒物的最易穿透粒径(most penetrating particle size,MPPS)随着流量的增大而减小,同时MPPS颗粒物的去除效率随之降低,且MPPS基本不受颗粒床厚度变化的影响.本研究为介孔材料过滤脱除NPs提供了技术依据.     

介孔炭干凝胶对孔雀石绿的吸附性能研究

以间苯二酚和甲醛为原料,采用溶胶-凝胶法,通过调整碱性催化剂碳酸钠用量,制备了一系列介孔丰富的炭干凝胶吸附剂.主要考察了介孔炭干凝胶对染料孔雀石绿的吸附性能,并进行了孔结构、表面形貌和官能团的分析.结果表明,催化剂用量不同的介孔炭干凝胶具有不同的粒径和孔径,当间苯二酚与碳酸钠的物质的量比为1000∶1时,制得的吸附剂比表面积和介孔最丰富,且其对孔雀石绿的吸附量最大.同时,介孔炭干凝胶的用量、吸附时间和温度对吸附容量均有一定的影响,吸附过程符合伪二阶动力学模型和Langmuir等温模型,最大吸附量为208.33 mg·g~(-1);吸附过程是自发的吸热反应.介孔炭干凝胶对孔雀石绿的主要吸附机理是染料分子与羟基和羧基等官能团之间存在静电作用、氢键作用及范德华力作用.     

新型胺化介孔炭的制备及其对Pb(II)的吸附

采用微波辅助磷酸活化制备了高中孔率蔗渣基介孔炭,并通过硝酸氧化和乙二胺聚合在其孔道内修饰了含氮多胺基团,探索了溶液浓度、温度、吸附剂剂量等对改性介孔炭的Pb(II)吸附性能、行为和热力学特性的影响.结果表明,蔗渣基介孔炭较宽的孔道结构可通过乙二胺缩水聚合反应在其表面接枝酰胺、仲胺等含氮基团;胺化改性增强化了介孔炭对水溶液中Pb(II)的固定作用,改性后介孔炭对Pb(II)的吸附量高达180mg/g,是改性前介孔炭的1.5倍;改性介孔炭对Pb(II)的去除率显著增加,对溶液浓度<60mg/L的Pb(II)去除率接近100%.等温吸附与热力学数据表明,胺化改性介孔炭对Pb(II)的吸附位能量存在差异化,吸附是自发的吸热反应过程,温度对铅(II)离子吸附有促进作用,化学作用在吸附过程中发挥了重要作用.     

介孔钛硅分子筛的表面化学特征及除铅机制研究

以表面活性剂在水溶液中形成的液晶相为模板剂，考察了钛含量对制备介孔钛硅分子筛性质的影响；应用表面络合反应关系式计算了介孔钛硅分子筛表面络合反应的基本特征参数。研究了溶液ｐＨ值、温度等对Ｐｂ＾２＋离子在介孔钛硅分子筛表面吸附的影响；并就Ｐｂ＾２＋离子在介孔钛硅分子筛表面的吸附动力学、吸附等温线和吸附机理进行了探讨。     

微波合成介孔材料及其对Hg(Ⅱ)吸附性能研究

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,蒙脱土作为硅源,采用微波辐射晶化法合成了有序介孔材料;通过X射线衍射、透射电子显微镜、Fourier变换红外光谱和比表面积孔径等测试手段对所合成的材料进行了表征,考察了所合成材料对水中重金属离子Hg(Ⅱ)的吸附性能。实验表明:所合成材料结构与介孔材料MCM-41基本一致;比表面积为510.5m2 g-1,平均孔径为2.8nm;所合成材料对水中重金属离子Hg(Ⅱ)具有较高吸附性能。     

利用空心微球和介电泳去除水中Pb~(2+)

利用空心微球吸附水中的重金属Pb2+,将悬浮液注入装有微电极阵列芯片的微介电泳池中,施加交流电压,用介电泳捕获悬浮液中的空心微球.同时,研究了空心微球吸附铅离子前后的介电迁移规律.结果表明,吸附了Pb2+的空心微球发生了正介电泳现象.此方法可以将吸附了重金属离子的空心微球捕集到一定的区域中,为工业废水中重金属离子的治理提出一种可能的方法.     

介孔分子筛转轮处理涂装废气中试研究

涂装废气中含有大量的挥发性有机物（VOCs）,严重危害环境及人类健康。在VOCs的末端治理技术中,介孔分子筛转轮技术可以将低浓度、大风量的有机废气吸附浓缩,而且吸附效率高、易脱附再生。该文通过设计开展以涂装废气为基础的分子筛转轮吸附技术的研究,设计了一套介孔分子筛转轮试验装置,进行了一系列吸、脱附试验研究。结果表明,该中试装置在进流温度(25±1)℃、进流湿度低于80%、转速3 r/min、浓缩比10∶1、脱附温度180～220℃的条件下,VOCs的去除效率最好;最佳条件下多次吸脱附试验后,介孔分子筛转轮的去除效率保持在95%左右,而且反应前后转轮填充材料介孔孔道的规则有序性不受影响。     

壳聚糖/二氧化钛复合物的制备与吸附研究

通过溶胶-凝胶法制备了有序多孔的TiO_2材料。通过共混、反相悬浮、交联制备了壳聚糖/二氧化钛(CHS/TiO_2)复合材料,研究了制备材料的吸附性能。结果显示,复合材料的吸附性能优于TiO_2和壳聚糖的吸附性能。比表面积(BET)分析表明,复合材料的比表面积稍大于TiO_2的比表面积,且所制备的材料为介孔分布材料。     

羽毛重金属吸附/解吸附性能研究进展

作者结合多年羽毛重金属吸附材料研究经验,首先对比分析了天然材料的重金属吸附能力,然后综述了主要蛋白质材料对Cu2+的吸附能力,并从微观结构和组成角度分析了羽毛作为重金属吸附材料的特性。最后,文章综述了当前人们在羽毛重金属离子吸附特性、吸附机理和解吸附特性方面的研究进展,指出了现有研究存在的问题,为将羽毛产业化用做重金属吸附材料提供解决思路。     

挥发性有机物(VOCs)吸附材料的研究进展

目前,我国面临严重的挥发性有机物（VOCs）污染问题。吸附法是研究与应用最为广泛的VOCs治理技术。主要介绍了吸附净化VOCs原理和几种常见的VOCs吸附材料,包括活性炭、新型多孔炭材料、沸石分子筛、黏土基吸附剂、金属有机框架和介孔硅。详述了各吸附材料的VOCs吸附能力和优缺点,判断了其应用价值,并指出了为提升大规模工业化应用潜力,后续研发的VOCs吸附材料应满足高吸附量、高疏水性、高热稳定性和再生能力强4个特征。     

粉煤灰基吸附剂去除水中重金属的研究进展

粉煤灰是一种廉价易得的工业废弃物，但因其具有呈化学惰性的表面、有限的孔结构、低的比表面积，使得其作为吸附剂应用于水中重金属离子的去除方面受到限制，改性处理可赋予粉煤灰新的吸附特性。文中系统介绍了改性粉煤灰材料的制备及其用于水中重金属去除方面的研究进展，比较分析粉煤灰基材料自身及其在重金属处理应用中的优缺点，重金属包括以Pb、Hg、Cd等为首的高毒性二价阳离子和以Cr、As为首的含氧酸根负离子。得出粉煤灰沸石材料具有应用前景，处理二价阳离子尤为有效，接枝改性有助于有毒Cr(Ⅵ)阴离子的去除。应增加低污染、低成本、高吸附容量的粉煤灰基吸附材料的开发及其在实际废水中的应用研究。