ZnCl_(2)改性巴旦木壳基生物炭对苯酚的吸附

实验以巴旦木壳为原料制备ZnCl_(2)改性生物炭,并探究其对苯酚的吸附性能。采用SEM和FT-IR对ZnCl_(2)改性巴旦木壳基生物炭进行结构和表面官能团表征,通过单因素实验和动力学、热力学模型分析ZnCl_(2)改性巴旦木壳基生物炭吸附苯酚的适宜实验条件和吸附机理。实验结果显示,ZnCl_(2)改性巴旦木壳基生物炭孔隙结构发达,表面富含-NH、C-O、C-N、C=O、-C=C-和-CH官能团;当苯酚初始浓度为400 mg·L^(-1)时,保持溶液自然pH,ZnCl_(2)改性巴旦木壳基生物炭投加量2 g·L^(-1),接触时间在60 min可达到吸附平衡,平衡吸附量为139.63 mg·g^(-1);拟二级动力学模型能更好的模拟ZnCl_(2)改性巴旦木壳基生物炭对苯酚的吸附,吸附是自发的放热过程,吸附过程由外部液膜扩散、表面吸附和颗粒内扩散三个阶段组成。

巴旦木壳生物炭对磷酸盐的吸附研究

以巴旦木壳为原料制备生物炭吸附剂,通过扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared luminosity, FTIR)、X射线光谱(X-ray diffraction spectrum, XRD)技术对生物炭进行表征,发现巴旦木壳生物炭电镜呈明显的孔隙结构,FTIR、XRD图谱分析表明生物炭表面形成了羟基、羰基、芳香环等官能团。巴旦木壳生物炭吸附磷酸盐的过程符合拟一级动力学模型,吸附速率则是由表面吸附和颗粒内扩散共同控制。随着溶液pH值、生物炭投加量的增加吸附量和去除率都表现出先上升后下降的规律,随着溶液初始质量浓度的增大,吸附容量逐渐升高,去除率呈下降趋势。

巴旦木壳/高密度聚乙烯基复合材料的阻燃性能

为有效利用食品加工行业产生的巴旦木果实外壳,用高密度聚乙烯(HDPE)、巴旦木壳、FRW阻燃剂为原料合成一种具有阻燃特性的复合材料。结果表明,巴旦木外壳存在丰富的孔隙结构,能够在较短时间内吸附较多的阻燃剂;当巴旦木壳载药率为15%时,巴旦木壳/HDPE复合材料的力学性能较好,与未添加阻燃剂的复合材相比弯曲强度提升10.93%,拉伸强度提升8.19%,弹性模量提升0.88%,冲击强度提升29.44%。扫描电子显微镜观察显示,巴旦木壳的细胞壁上均匀分散着阻燃剂;当巴旦木壳载药率为5%,15%,25%时,巴旦木壳/HDPE复合材料的极限氧指数分别为25.7%,26.5%,27.1%,高于相同条件下制备的杨木/HDPE复合材料。锥形量热仪检测结果表明,巴旦木壳/HDPE复合材料相比杨木/HDPE复合材料阻燃性能更好。当载药率为15%时,巴旦木壳/HDPE复合材料的最高热释放速率、平均热释放速率、总热释放量、平均有效燃烧热、点燃时间分别为256.12 kW/m^2、147.50 kW/m^2、73.78 MJ/m^2、21.47 MJ/kg、27 s,具有较好的阻燃性能。热重分析显示,巴旦木壳/HDPE复合材料具有较好的热稳定性。

巴旦木壳活性炭的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附研究

采用ZnCl_2浸渍活化法制备了巴旦木壳活性炭(BAC),并研究其在pH、BAC投加量、吸附温度、初始Cr(VI)含量和吸附时间这些影响因素下对Cr(VI)的吸附性能的影响。结果表明,在吸附温度为25℃、BAC用量为0.1 g、溶液pH为2、吸附时间为12 h,Cr(VI)废水的初始质量浓度为200 mg/L的条件下,Cr(VI)的吸附去除率最大能够达到97.68%,对Cr(VI)吸附量也能达到97.68 mg/g。BAC对Cr(VI)的动力吸附过程很好的符合准2级动力学方程,等温吸附也符合Langmuir、Freundlich吸附方程,这些说明了其对Cr(VI)具有良好的吸附能力。BAC表面存在芳香环的结构,主要有胺基、羧基、羟基等化学基团,且它是一种存在乱层石墨结构的无定形炭。

巴旦木壳活性炭的制备及吸附性能

以巴旦木壳为原料,ZnCl2为活化剂,在马弗炉中600℃烧制50 min制备了巴旦木壳活性炭。探讨了活化剂、吸附温度、吸附时间、染料初始质量浓度及吸附剂用量对孔雀石绿(MG)吸附性能的影响。结果表明,巴旦木壳活性炭吸附效果优于未加入活化剂制备的活性炭。巴旦木壳活性炭对孔雀石绿的吸附为吸热过程,且吸附过程符合Langmuir等温方程(R2=0.978 23),准二级动力学方程(R2=0.986 89)。经正交实验极差和方差分析可知,最佳吸附效果影响因素组合为:染料质量浓度600 mg/L,吸附剂用量0.40g,吸附时间240 min,吸附温度50℃,其中吸附剂用量对吸附效果的影响最显著。

响应面法优化巴旦木壳对废水中Pb、Cu和Cd的吸附及同时测定

研究废弃巴旦木壳对模拟废水中Pb、Cu和Cd的去除率。在单因素实验的基础上,采用响应面法对吸附剂投加量、吸附时间和pH值3因素进行优化。实验结果表明,Pb、Cu和Cd分别在最佳吸附吸附剂投加量0.4 g,吸附时间49.38 min,pH值为9.96;吸附剂投加量0.4 g,吸附时间49.91 min,pH值为10.13;吸附剂投加量0.4 g、吸附时间49.83 min、pH值为10.42的条件下,去除率分别为87.42%、73.49%和85.11%。采用偏最小二乘法(PLS)对Pb、Cu和Cd模拟混合试样吸附后的溶液测定的曲线进行拟合回归,计算得出吸附剂对Pb、Cu和Cd的去除率分别为83.2%、66.0%和83.3%。用PLS对吸附后的模拟废水样品进行计算分析,并间接得出巴旦木壳对Pb、Cd和Cu的去除率和建立Pb、Cd、Cu三组分同时测定的多元校正分析方法。

巴旦木壳色素提取工艺优化及成分初步分析

在单因素的试验基础上,选择乙醇浓度、料液比、提取时间、提取温度、pH值为考察因素,以色素吸光度为指标,采用二次通用旋转组合设计优化巴旦木壳色素提取工艺,建立回归数学模型,对试验结果进行方差分析和频率分析。结果表明,最佳提取工艺为:乙醇浓度46.00%,料液比1∶40,提取时间2.6h,提取温度80.0℃,pH值11.6;通过3次平行试验得到实际吸光度与预测吸光度的相对标准偏差(RSD)为1.45%,表明所建立数学模型可用于巴旦木壳色素提取工艺优化;经过成分特殊显色反应,说明巴旦木壳乙醇提取物中含有黄酮类为主的多种组分。

巴旦木壳制备的活性炭对活性艳蓝KN-R的吸附性能

采用巴旦木壳为原料制备活性炭吸附剂,以活性艳蓝KN-R模拟废水环境,探讨优化吸附条件。巴旦木壳经ZnCl_(2)改性、马弗炉烧制、盐酸煮沸制得活性炭吸附剂。对吸附影响较大的因素有微波、光辐射的辅助作用,吸附时间,染料质量浓度,吸附剂用量。经过正交实验得出的优化组合:吸附时间2 min,染料质量浓度150 mg/L,吸附剂用量0.2 g。改性巴旦木壳吸附剂的吸附符合Langmuir与Freundlich吸附等温线,符合准二级动力学方程。

表面活性剂改性巴旦木壳对阴阳离子染料的吸附研究

采用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)在超声条件下制备了改性巴旦木壳,并对其用于阴阳离子染料的吸附进行了研究。以苋菜红为研究对象,考察了pH、吸附时间、离子强度和染料初始浓度对吸附效果的影响。结果表明,超声30min就可以实现CTAB改性巴旦木壳的制备,其对4种阴阳离子染料均具有良好的脱色效果,但对阴离子染料的脱色结果更好。以苋菜红为模型,显示改性巴旦木壳在中性或弱碱性条件下振荡吸附10min即可实现对苋菜红具有良好的脱色效果,离子强度对吸附有一定影响。吸附等温线研究表明,该吸附适配于Langmuir等温吸附模型,改性巴旦木壳对苋菜红的最大吸附量为13.7mg/g,并且,甲醇可以将改性巴旦木壳上吸附的苋菜红完全洗脱。鉴于CTAB改性巴旦木壳的简便制备方法及对阴阳离子染料良好的脱色性能,可推荐用于废水中阴阳离子染料的去除。

微波辅助制备巴旦木壳吸附剂对活性艳红X-B吸附性能研究

以新疆厚皮原味巴旦木去仁所得壳作为原料进行实验,通过0.7 mol/L氯化锌活化成活性炭。探索在不同频率的微波条件下,各种因素对巴旦木壳吸附活性艳红X-B的影响。微波协同巴旦木壳活性炭吸附剂对活性艳红X-B染料吸附有一定的效果,最佳吸附条件是0.5 g活性炭、100 mg/L活性艳红X-B染料、辐射时间2 min。吸附过程符合准二级动力学方程,是化学吸附。经过对比发现Langmuir吸附等温式拟合效果明显,是单分子层吸附。正交试验得出吸附量优化组合为t=1 min,m=0.6 g,c=300 mg/L;去除率组合:t=3 min,m=0.6 g,c=100 mg/L。极差分析得出吸附量优化组合为t=2 min,m=0.6 g,c=300 mg/L,影响顺序依次为染料浓度>吸附剂用量>吸附时间;去除率的优化组合:t=3 min,m=0.6 g,c=300 mg/L,影响顺序依次为染料浓度>吸附剂用量>吸附时间。方差分析得出,吸附量的影响顺序为染料浓度影响最大,吸附剂用量次之,吸附时间影响最小;去除率的影响顺序为染料浓度最大,吸附剂用量次之,吸附时间影响不大。

溴代十六烷基吡啶改性巴旦木壳用于胆红素的吸附与检测

采用溴代十六烷基吡啶(BHPD)在超声条件下制备了改性巴旦木壳,以它作为吸附剂对胆红素的吸附行为进行了研究;再通过吸附预富集技术结合近红外漫反射光谱,建立了一种快速检测稀溶液中胆红素的方法。考察了pH值、吸附时间和胆红素初始浓度对吸附效果的影响;吸附了胆红素的吸附剂,通过近红外漫反射光谱直接检测,并采用偏最小二乘法建立定量预测模型进行定量分析。结果表明,在中性条件下,振荡吸附10min,吸附率即可达到96%以上;吸附等温线研究结果表明,该吸附符合Langmuir等温吸附模型,对胆红素的最大吸附量为10.74 mg/g;近红外检测结果显示参考浓度和预测浓度之间的相关系数达到0.9829,胆红素在0.9~20.1mg/L的浓度范围内,预测集样本的回收率可以达到81.9%~117.9%。鉴于BHPD改性巴旦木壳制备简便,对胆红素良好的吸附性能,可采用吸附预富集结合近红外漫反射光谱技术用于稀溶液中微量的胆红素的快速富集与灵敏检测。

酸酐改性巴旦木壳在罗丹明B分析中的应用

采用邻苯二甲酸酐改性的巴旦木壳,作为吸附剂对稀溶液中罗丹明B进行富集与近红外光谱分析方法研究。首先考察了pH值和吸附时间对罗丹明B吸附率的影响;其次,富集了罗丹明B的吸附剂经近红外漫反射光谱可直接检测,最后以偏最小二乘回归法建立其定量校正模型进行含量预测。结果表明,在中性或偏碱性条件下,常温吸附10 min,罗丹明B的吸附率达到90%;光谱经标准正态变化处理后,罗丹明B校正模型的参考浓度和预测浓度之间的相关系数为0.9643,在0.8～20.0 mg·L^(-1)的较低浓度范围内,剔除奇异样本,预测集的回收率可以达到92.8～110.4%。基于以上结果,邻苯二甲酸酐改性的巴旦木壳可用于稀溶液中微量的罗丹明B的富集与近红外光谱灵敏检测。

化学改性巴旦木壳对苋菜红的富集与检测

采用十六烷基三甲基溴化铵在超声条件下制备了化学改性巴旦木壳,将其用作吸附剂对苋菜红的吸附进行研究;并将吸附预富集与近红外漫反射光谱相结合,建立了一种快速测定稀溶液中苋菜红的分析方法。在吸附试验中,分析了pH值和吸附时间对苋菜红吸附率的影响;富集了苋菜红的吸附剂,无需脱附,经近红外漫反射光谱直接检测,并以偏最小二乘回归建立定量模型进行苋菜红的定量预测。结果表明,在中性、弱酸性条件下,常温10min振荡吸附,吸附率达到94%以上;近红外分析结果显示,苋菜红的参考浓度和预测浓度之间的相关系数为0.9413,苋菜红在0.4~16.0mg/L的较低浓度范围内,苋菜红预测样本的回收率可以达到86.5%~115.1%。由于化学改性巴旦木壳制备简单,对苋菜红有良好的吸附能力,可将吸附预富集与近红外漫反射光谱技术相结合用于稀溶液中微量苋菜红的富集与灵敏检测。

植物纤维粉末对不同重金属离子的吸附特征研究

含重金属废水的处理一直是研究的热点和难点问题。为此,选取3种植物纤维固体废弃物(花生壳、巴旦木壳、南瓜子壳),开展不同重金属离子的吸附特征研究。结果表明,3种植物纤维粉末对重金属离子均有很高的吸附效率,且巴旦木壳粉末的吸附性能最优,吸附平衡时间为60 min左右。当重金属离子初始浓度为2 mg/L,pH为5~8时,巴旦木壳粉末对Zn的吸附效率维持在85%以上,对Cu和Cr的吸附效率均可达90%以上。吸附动力学研究表明,3种植物纤维粉末对3种重金属的吸附均符合Freundlich等温吸附方程,以物理吸附机制为主。植物纤维粉末适用于重金属废水的治理有利于实现"以废治废"。