富含中孔与酸性基团的生物质炭的制备与吸附性能

以棉秆基生物质纤维为原料,采用磷酸一步活化法制备了同时富含中孔与含氧酸官能团的新型高比表面棉秆纤维基生物质活性炭,分析了浸渍比、炭化温度及保温时间等操作参数对活性炭纤维组成、得率、孔结构及表面官能团含量的影响,测定了制得的棉秆纤维基活性炭对水中对Pb(Ⅱ)与对硝基苯胺的等温吸附性能,并初步探讨了其吸附机制.结果表明,棉秆纤维基生物质炭孔结构与含氧酸基团因制备条件不同有较大变化,实验条件下制备的棉秆基活性炭纤维产率、中孔孔容与比表面的最大值分别为35.5%、0.91 cm3·g-1、1731 m2·g-1;在3∶2的浸渍比,600℃活化90 min的工艺条件下,制备的样品ACF-01的总孔孔容达1.02 cm3·g-1,比表面积为1 731 m2·g-1,微、中孔比例分别为66%与31%,中孔集中在5 nm以内,富含含氧酸官能团.样品ACF-01对水中Pb(Ⅱ)与对硝基苯胺的Langmuir最大吸附量分别为123 mg·g-1和427 mg·g-1,吸附性能远高于微孔孔容相近的商业活性炭纤维ACF-CK,这表明活性炭ACF-01的中孔和含氧酸官能团在吸附过程中发挥了重要作用.     

改性有序介孔碳活化过硫酸盐非自由基降解扑热息痛

通过热处理对有序介孔碳（CMK-3）材料进行改性,并将改性后的材料用于活化过二硫酸盐（PDS）降解药物扑热息痛（ACT）.结果表明600℃热处理的CMK-3（CMK-3-600）具有最优的催化性能.该CMK-3-600/PDS氧化体系30 min内可去除100%ACT,其反应速率常数（k）远高于CMK-3/PDS,这可能是由于改性后的CMK-3-600比表面积显著增大,表面缺陷、C-OH官能团以及芳香环中的π-π*shake up增多.CMK-3-600不仅显示出良好的稳定性,其催化氧化过程还不受水中的无机阴离子（Cl^-、NO₃^-、HCO₃^-）及腐殖酸（HA）等影响.此外,自由基淬灭实验和电子顺磁共振（EPR）测试结果表明,该氧化体系降解ACT的主要活性氧物种（ROS）是单线态氧（1^O₂）.     

D113大孔树脂吸附Ni~(2+)的动力学与热力学研究

研究了D113大孔树脂吸附Ni2+的动力学与热力学的特性。动力学研究表明,在298K温度下,D113大孔树脂对Ni2+的吸附符合拟一级动力学方程和拟二级动力学方程,颗粒扩散过程为吸附的控速步骤。热力学研究表明,在实验温度下,D113大孔树脂对Ni2+的吸附符合Langmuir等温方程,吸附焓变ΔHθ=15.1306kJ/mol,熵变ΔSθ=0.1002kJ/mol.K,反应吉布斯自由能ΔGθ随温度升高向负方向增加。热力学参数表明吸附过程为吸热和自发的。     

分子筛固载Fe2+-Fenton法降解水中甲基橙的研究

单因素实验考察了不同Fe2+负载量、甲基橙溶液初始浓度、温度、催化剂用量、pH值以及H2O2浓度对降解率的影响。正交实验优化了降解反应条件,得出各因素影响显著性的先后顺序为:pH值、温度、反应时间、催化剂用量、H2O2浓度。结果表明:在常压、温度为35℃,起始pH值为3.00、H2O2浓度为0.552mmol/L、催化剂浓度为0.83g/L、反应时间为80min的最佳条件下,甲基橙降解率可达98.15%。对催化剂进行了紫外照射处理回收再生,功率100W条件下,照射3h后再生催化剂活性可达原来的80.64%。     

介孔碳吸附处理高盐染料废水

采用软模板法,选取葡萄糖、蔗糖、木质素及酚醛树脂作为碳源,分别以P123,F127为单一模板剂和P123/F127为复合模板剂,通过控制盐酸体积、炭烧温度及时间等工艺条件,探究制备介孔碳材料的最佳条件,制备介孔碳材料用于处理含5%NaCl的亚甲基蓝模拟废水,亚甲基蓝初始质量浓度为300 mg/L。结果表明,选用间苯三酚/甲醛为碳源,质量比为1:3的P123/F127复合模板剂,0.15 mL的盐酸为催化剂,600℃的炭烧温度,3 h的炭烧时间,制备出的介孔碳材料最好,其对高盐亚甲基蓝溶液的吸附量为385.19 mg/g,是活性炭的1.83倍,并缩短了吸附平衡时间。     

SBA-15介孔分子筛负载金属酞菁催化氧化甲醛

采用浸渍法将钴或铁酞菁组装进有序介孔材料SBA-15中,通过XRD和N₂吸附方法对组装体进行了表征,研究了常温常压下,该组装体催化氧化甲醛的活性.结果表明,组装体具有优良的处理甲醛性能.钴酞菁比铁酞菁组装体的催化氧化活性高;钴和铁酞菁的协同作用使组装体具有更强的催化氧化活性,当二者摩尔比为1:1时,催化氧化活性最高;并借鉴金属酞菁处理有机巯醇的原理探讨了金属酞菁催化氧化甲醛的原理.     

双孔介孔碳的合成及其对亚甲基蓝的吸附

以三嵌段共聚物F108为模板剂,苯酚/甲醛为碳源,在中性条件下制备了平均孔径为3.14 nm,最可几孔径分布为3 nm和8 nm,BET比表面积为1541 m2·g-1,孔容为1.01 cm3·g-1的双孔分布介孔碳.通过静态实验法测定了介孔碳对亚甲基蓝的吸附特性,分析了初始浓度、溶液p H、温度对吸附量的影响,并从热力学及动力学角度探讨了介孔碳对亚甲基蓝的吸附机理.结果表明,溶液初始浓度、溶液p H以及温度对吸附量有较大的影响,介孔碳对亚甲基蓝的吸附随着初始浓度、p H、温度的上升而增大,吸附为吸热反应,提高温度有利于吸附的进行.实验制备的介孔碳对亚甲基蓝的最大吸附量为421 mg·g-1,相比于普通活性炭,双孔分布介孔碳对亚甲基蓝显示了更优的吸附性能.亚甲基蓝在介孔碳上的吸附行为符合Langmuir吸附等温线和Elovich动力学模型.计算得到的吸附吉布斯自由能(ΔG0)0,吸附标准焓变(ΔH0)70 k J·mol-1,说明亚甲基蓝在介孔碳上的吸附是自发进行的单分子层吸热反应,且化学反应在吸附过程中发挥了重要作用.     

大孔树脂吸附去除水中的2,4,6-三硝基甲苯

研究了2种大孔树脂XAD-4和NDA-804对水中的TNT的吸附行为。2种树脂对TNT的吸附等温线表明,温度的升高有利于吸附,在35℃条件下XAD-4树脂与NDA-804树脂对TNT的最高平衡吸附量分别达82.86 mg/g和94.26mg/g。采用Langmuir方程和Freundlich方程用于吸附等温线的解释,结果表明,吸附等温线更加符合Langmuir模型,相关系数均大于0.99。TNT在2种树脂上的吸附符合准二级动力学方程,TNT初始浓度越低,达到吸附平衡所需时间越短,在1 h内可达到吸附平衡。采用NDA-804处理对TNT废水,废水中TNT浓度由103.58 mg/L降至0.4 mg/L,去除率达99.6%,吸附后的树脂采用pH=2的乙醇和盐酸的混合液脱附可再生,高浓度再生溶液经蒸馏可回收TNT,实现了废水治理与资源化。     

树脂吸附法预处理增塑剂DOP生产废水

高浓度DOP生产废水生物毒性强,采用常规手段难以有效处理,对环境存在较高危害性。采用树脂吸附技术预处理增塑剂DOP生产废水,考察了树脂吸附与脱附的最佳工艺条件,结果表明,采用NDA99吸附树脂,在室温、吸附pH=2、吸附流速4 BV/h条件下,每批次处理量16 BV,COD去除率可达94%以上;对吸附饱和的树脂采用1 BV 8%NaOH+1 BV 4%NaOH+2 BV水,在60℃下以1 BV/h的流速进行脱附,COD脱附率超过97%,树脂的吸附-脱附性能良好。     

离子交换法改性的NaY分子筛对吸附含硫VOCs的性能提升

为解决分子筛在含湿条件下对小分子含硫VOCs吸附性能差的问题,并实现高效捕集,采用液相离子交换法选取不同金属离子(Ag、Cu、Mg、Zn、Ce、Ca等)对NaY和USY-3分子筛进行改性,以二甲基硫醚(DMS)作为模型物,考察2种改性分子筛对高湿度含硫VOCs脱除效果,进而优选性能优异的改性分子筛,再通过多组分VOCs竞争吸附实验来模拟实际应用效果。结果表明,NaY和USY-3分子筛改性后均可保持结构稳定,NaY型分子筛较USY-3分子筛具有更高的离子交换容量,改性后吸附性能提升更明显,CuY、AgY分子筛的DMS吸附性能优异(CuY的穿透吸附量为203 mg·g^-1,AgY的穿透吸附量为132 mg·g^-1)。然而,仅有Ag离子交换可提高NaY分子筛的抗水性,在1.5%水蒸气存在时,DMS穿透吸附量最高可达99 mg·g^-1,且5次循环再生后吸附容量仍在90%。在对二甲苯(PX)存在时,分子筛对2种VOCs的吸附量均高于80 mg·g^-1,且DMS具有绝对的竞争吸附优势。本研究表明AgY分子筛具有...