CTAB对多级孔分子筛合成及孔道层次结构影响

以预处理后的凹凸棒石(Si-ATP)为前驱体,采用双模板剂一步法合成了多级孔分子筛,研究了结构导向剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)用量对分子筛孔道层次结构和种类的影响。结果表明:当CTAB用量为0.01~0.03 g或0.05~0.07 g时,孔道层次结构因子(HF)与CTAB用量呈线性相关;XRD结果显示,当CTAB用量为0.03~0.05 g时,分子筛从ZSM-5型向(H)ZSM-11型转变,这说明在利用此方法制备多级孔分子筛时,可通过调变CTAB用量定向调控分子筛微介孔比例。CTAB用量为0.05 g,合成的(H)ZSM-11分子筛比表面积(SBET)为432.02 m2/g,总孔体积(Vtot)为0.40 cm3/g,亚甲基蓝(MB)的吸附容量为366.45 mg/g,说明CTAB导向构筑的介孔孔道有利于吸附大分子物质。

活化ATP对重金属离子Cr^(6+)的吸附动力学性能研究

天然纳米矿物凹凸棒石(ATP)通过碱焙烧、酸水热及微波活化手段可增大比表面积并改变其表面电荷,从而提高吸附能力。研究了活化ATP表面变化及对水体中重金属离子Cr^(6+)的吸附效果影响,并对吸附动力学性能进行讨论。研究结果表明,碱焙烧、酸水热和微波活化改变了ATP表面官能团、Zeta电位和比表面积。NR-ATP的最佳吸附条件为:Cr^(6+)初始浓度为20mg/L,pH=6.5,温度在25℃、吸附时间为24h;活化ATP对Cr^(6+)的吸附动力学符合准二级动力学方程,且ATP、NR-ATP和HM-ATP中内扩散不是控制吸附过程的唯一步骤。

改性方法对ATP孔道结构及Cr^(6+)吸附性能研究

凹凸棒石(ATP)作为天然二维纳米材料,因具有丰富孔道和较大比表面积被广泛用于水处理吸附剂,但其中含有大量杂质需提纯改性以期提高其吸附效率。文中研究焙烧、酸碱、水热、微波等一系列手段改性的凹凸棒石孔道结构变化及对水体中重金属离子Cr^(6+)的去除效果。研究结果证明:不同提纯改性方法对ATP的官能团、价键及孔道结构均产生影响。ATP-0(天然矿物)、ATP-1(碱焙烧)产物的吸附脱附曲线符合Ⅰ型等温线,说明以微孔为主;ATP-2(酸水热活化)、ATP-3(酸水热+碱改活化)及ATP-4(酸微波+碱改活化)的吸附曲线逐渐向Ⅳ型等温线转化,存在滞后环,孔道大小顺序为ATP-4>APT-3>ATP-2。吸附过程一般24—48 h达到平衡,对Cr^(6+)吸附效率强弱顺序为:ATP-4>ATP-3>ATP-2>ATP-0>ATP-1,ATP-4吸附效率达89.62%,吸附容量为18.32 mg/g。

凹凸棒土合成方钠石分子筛及对铬的吸附效果研究

在分子筛合成方法中,以廉价矿土的水热合成法,因其成本低、操作简单,在近些年的研究中倍受青睐。而沸石分子筛因其孔道发达,吸附和催化性能独特,被广泛应用于化工、环保、水处理等领域。以凹凸棒土为原料,经改性提纯后,按一定比例用水热合成法合成方钠石分子筛,并研究其对铬的吸附性能,该分子筛的吸附容量为5.6 mg/g,吸附效率在8 h达89.5%。

物化法包埋吸附剂的最佳制备条件

以水合氧化锆为主的Zr-AC吸附剂对磷酸根的去除效果明显,但吸附剂易流失问题成为制约因素,采用物化法对吸附剂进行包埋,制备新型包埋吸附剂.通过实验确定该包埋吸附剂的各成分Zr-AC吸附剂、聚乙烯醇、海藻酸钠、硼酸和氯化钙的质量浓度比为7.5∶8.0∶1.2∶4.5∶2.0,固化20h后制备出性能稳定的包埋吸附剂.该包埋吸附剂的除磷效率为95.27%,可用作高效除磷吸附剂.通过实验确定影响包埋吸附剂除磷效率的主次因素关系为:Zr-AC吸附剂含量>聚乙烯醇含量>海藻酸钠含量>硼酸含量氯化钙含量.

饱和ATP为原料合成多级孔ZSM-5沸石分子筛的制备与表征

研究以饱和ATP吸附材料为合成沸石分子筛的硅源,采用双模板法,用四丙基氢氧化铵(TPAOH)为微孔模板剂和十六烷基三甲基溴化烷(CTAB)为介孔模板剂直接合成多级孔ZSM-5沸石分子筛,通过XRD、SEM、比表面积及孔径分析仪进行N2吸附-脱附等手段对多级孔ZSM-5沸石分子筛表征测试分析。结果表明,饱和ATP吸附材料在180℃下,水热提纯12 h获得硅源,再加入TPAOH和CTAB进行初始凝胶反应,后移入水热反应釜中,控温180℃,水热晶化反应15 h,即得多级孔ZSM-5沸石分子筛。

三种改性Hummers法对氧化石墨的结构和亚甲基蓝吸附性能影响

采用三种改性Hummers法制备氧化石墨（GO-1、GO-2和GO-3）,利用X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）、傅里叶变换红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR）、扫描电子显微镜（scanning electron microscopy,SEM）等多种分析手段对不同方法制备的氧化石墨的结构及性能进行表征,并研究了不同制备方法对氧化石墨吸附亚甲基蓝性能的影响。结果表明:氧化剂KMnO4用量的增加和低温氧化时间的增大有助于氧化石墨层间距的增大,其中氧化剂KMnO4用量对层间距的影响较大。氧化剂KMnO4用量的增多会导致含氧官能团的增多,导致氧化石墨表面形貌褶皱的增多,最终造成层间距的增大,但是当氧化剂KMnO4用量过多时,相邻表面的含氧官能团会发生交联,会造成氧化石墨的堆叠。GO-1对亚甲基蓝的去除效率比GO-2、GO-3分别高11.14%和23.21%,含氧官能团的增多有助于氧化石墨对亚甲基蓝的吸附。

聚乙二醇存在下不同合成条件对多级孔ZSM-5分子筛形貌的影响

以四丙基溴化铵(TPABr)为微孔模板剂、聚乙二醇(PEG)为介孔模板剂,在不同的水热条件下,合成不同形貌的多级孔ZSM-5分子筛,并探究其晶形及孔径分布变化。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜、N_2吸附-脱附等表征手段,研究分子筛的孔道结构和物化性能。结果表明,多级孔ZSM-5分子筛晶体尺寸随着硅/铝摩尔比(n(Si)/n(Al))的增大而减小;随着晶化温度的升高,组成晶体的晶粒由长六方板状变成正六方板状,晶化温度过高(200℃)会导致聚乙二醇的模板导向作用减弱;晶化时间延长,分子筛晶体形貌单一,只有板状晶粒穿插形成的晶体且晶体尺寸变大;随着聚乙二醇用量的增加,组成晶体的小晶粒逐渐增多,晶体从六棱明显的板状成为近球状。m(Si)/m(Al)/m(PEG)为100/0.027/20,晶化温度为180℃,晶化时间为36h时,多级孔ZSM-5分子筛的结晶度最高;合成的晶体大小均匀且形貌统一。

多级孔ZSM-5分子筛对亚甲基蓝的吸附性能

以多级孔ZSM-5分子筛为吸附剂,吸附水中的亚甲基蓝(MB),考察了吸附条件对吸附效果的影响,并探讨了吸附的热力学和动力学特征。实验结果表明:在溶液p H为11、分子筛加入量为800 mg/L、吸附温度为303.15 K、吸附时间为60 min、初始MB质量浓度为20 mg/L的条件下,该分子筛对MB的吸附率达97%;溶液p H为5~12时,吸附率均达89%以上,说明该分子筛具有宽的p H适应范围;该分子筛对MB的吸附热力学符合Langmuir和Freundlich方程,293.15~313.15 K的饱和吸附量达50.51~62.11 mg/g,吸附为吸热、自发过程;吸附动力学符合拟二级动力学方程。

Ti-MCM-41分子筛的制备及对碱性染料的吸附

对凹凸棒石酸碱改性从而提取硅源,并以CTAB为模版剂,水热合成法制备了MCM-41介孔分子筛,为下一步改性分子筛的制备奠定了基础。接着采用溶胶凝胶法所制备的TiO2溶胶为Ti源,制备好的MCM-41作为载体,通过等体积浸渍法成功合成了改性介孔分子筛Ti-MCM-41。本试验采用的表征手段包括N2吸附-脱附、XRD及UV-Vis谱图,主要对改性后的Ti-MCM-41进行了样品表征以及表征结果分析。后将制备的介孔分子筛应用于对碱性染料MB的吸附实验,研究了介孔分子筛MCM-41和Ti-MCM-41的吸附时间对吸附过程的影响发现Ti-MCM-41具有更佳的吸附性能,并对其进行了吸附动力学以及等温曲线模型研究,结果得出Ti-MCM-41对MB的吸附符合拟二级动力学曲线,且属于Freundlich型吸附等温线。

氧化石墨烯复合材料的制备及对铜离子吸附性能的研究

通过超声波和磁力搅拌法制备了氧化石墨烯-4A分子筛复合材料(GO-4A),利用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform-infrared spectroscopy,FT-IR)及扫描电子显微观察(scanning electron microscopy,SEM)等多种手段对氧化石墨烯复合材料进行表征,并研究了氧化石墨烯与4A分子筛在GO-4A复合材料中的质量比(复合比例)对GO-4A吸附铜离子性能的影响。结果表明:复合比例对GO-4A物相组成影响不大;4A分子筛的加入会降低氧化石墨烯的团聚程度,随着复合比例增大,复合材料的热稳定性不断提高;当氧化石墨烯和4A分子筛的复合比例为1:5时,复合效果最佳,在室温条件下,溶液pH=6时,对铜离子的去除效率可达到98.42%。

PVA/FA/4A复合质子交换膜的制备及性能研究

以聚乙烯醇(PVA)、富马酸(FA)和4A分子筛为原料,利用流延法制备了PVA/FA/4A复合质子交换膜,并对膜的吸水率、溶胀率和离子交换容量、甲醇透过率、电导率等性质进行了测定。结果表明:室温为20℃条件下,测得PVA/FA/4A膜的吸水率为156%,溶胀率为49.1%,离子交换容量为0.804 mmol/L,电导率为3.33×10^(-2)S/cm,甲醇渗透率为0.72×10^(-7) cm^2/S.表明PVA/FA/4A复合质子交换膜具有很好的阻醇效果和高的质子导电性。

不同pH下GO-ATP纳米复合材料的分析与表征

通过超声波+磁力搅拌法,制备了GO-ATP纳米复合材料,采用X射线衍射(XRD)仪、傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪、扫描电子显微镜(SEM)等手段,研究不同p H制备条件对GO-ATP纳米复合材料结构的影响。结果表明,p H值对GO-ATP纳米复合材料形成过程影响明显,极性环境不利于复合材料的形成;当p H为4~10时,随p H增大,GO-ATP纳米复合材料层间距增大,且含氧官能团峰渐强,当p H=10时,层间距最大,SEM显示ATP插层于GO片层中,有效抑制了GO的团聚。

负载型Zr-ATP除磷吸附剂的制备及表征

通过浸渍法制备了锆负载凹凸棒石(Zr-ATP)除磷吸附剂,利用XRD、FTIR、SEM等技术手段对所得产物进行了表征。以吸附效率及吸附容量为考察指标,探究了吸附剂的制备路线,并对其吸附除磷机理进行了初步研究。结果表明:适量的锆负载于凹凸棒石上,可优化其吸附性能,加快吸附速率。当锆溶液浓度为0.2 mol/L、负载温度100℃、陈化时间12 h时,所得Zr-ATP吸附剂在吸附时间为60 min时的吸附效率可高达99.9%,吸附容量为9.99 mg/g(以P计)。

一种新型包埋吸附剂的制备及除磷效果

采用聚乙烯醇为主要包埋材料,对改性后的活性炭进行包埋,进行新型除磷吸附剂的制备.在温度为25℃,pH为5时,将负载氧氯化锆的活性炭包埋于聚乙烯醇、海藻酸钠比为8∶1的包埋剂中,在含有2%氯化钙的饱和硼酸溶液中固化,除磷效率最高为98.53%,再生3次后除磷效率为93.41%.实验结果表明,该新型吸附剂除磷效果明显,再生利用率高,应用前景广阔.

GO-ATP纳米复合材料对亚甲基蓝的吸附性能研究

以GO-ATP纳米复合材料吸附水中亚甲基蓝(MB),最佳吸附条件:温度318.15 K,初始浓度100 mg/L,p H为10,60 mg GO-ATP纳米复合材料,吸附时间150 min。在此条件下,吸附效率最高为97.75%。GO-ATP纳米复合材料对亚甲基蓝的吸附过程符合准二级动力学方程,GO-ATP的吸附过程不只受内扩散影响。

ATP颗粒吸附剂对磷的吸附性能

通过静态吸附实验,研究了ATP颗粒吸附剂对水体中磷的吸附性能,并从动力学和热力学角度探讨了吸附作用机理。结果表明,ATP颗粒吸附剂对磷的吸附符合准二级动力学方程,以化学吸附为速率控制步骤;表观吸附活化能Ea为5.883 kJ/mol,说明温度对该吸附过程影响较小;在288~308 K范围内,ATP颗粒吸附剂对磷的吸附符合Freundlich等温吸附方程,该吸附介于单层和多层吸附之间,吸附表面存在一定的不均匀性;由吸附过程的热力学参数ΔG为-4.964^-5.403 kJ/mol、ΔS为0.107~0.131 kJ/(mol·K)、ΔH为27.985~33.498 kJ/mol,表明ATP颗粒吸附剂对磷的吸附属于自发的、熵增加的吸热过程,同时存在物理吸附和化学吸附。

活化凹凸棒石对多级孔分子筛合成种类和孔道结构的影响

采用不同方法活化的凹凸棒石为前驱体,在模板剂四乙基氢氧化铵(TEAOH)作用下一步法合成多级孔分子筛。研究不同硅铝比条件下活化凹凸棒石对分子筛合成种类和孔道层次结构的影响。结果表明:不同活化凹凸棒石作为前驱体合成的分子筛种类存在差异;XRD结果显示:当以碱焙烧酸微波凹凸棒石(HM-NC-ATP)、酸微波凹凸棒石(HM-ATP)和酸水热凹凸棒石(HH-ATP)为前驱体时,相同条件下分别获得ZSM-5,ZSM-12和ZSM-11分子筛,且硅铝比不同导致合成产物的形貌和孔道结构不一。此外,以HM-NC-ATP,HH-ATP为前驱体,合成产物孔道层次结构因子(HF)与硅铝比变化呈线性相关;HM-ATP为前驱体时,合成产物的孔道层次因子HF值最小,约为0.105,说明此时有利于介孔孔道构筑。

氧化硫硫杆菌的选育及其脱硫性能研究

在自然资源的开采与工业应用等许多生产过程中,产生大量的硫化物,对生态环境和人类活动造成了严重的影响.采用微生物的方法,进行氧化硫硫杆菌的选育,并对筛选得到的菌株进行鉴定和脱硫性能研究.实验结果表明,该菌落平板上呈圆形,30℃恒温培养48h,大小为1mm,边缘整齐、表面光滑、有光泽、淡黄色、透明、质地粘稠;在显微镜下观察该菌体形态呈杆状,革兰氏染色为红色即呈阴性,菌体大小0.5×（1.0～2.0）μm,具有单根极生鞭毛,无芽孢,无荚膜,适合生长温度为30℃,最适pH值为5.5～7.5.该菌株对硫化物有较高的去除率,除去化学氧化的影响,生物脱S2-率最高达到74.62%,不同的温度、pH、盐度、接种量、溶解氧对其去除率有明显的影响.该课题从实验上论证硫化物生物氧化的可行性和广阔前景,为进一步认识氧化硫硫杆菌提供了实验基础,并且为进一步研究硫化物最大程度向单质硫转化工艺,实现有益资源回收创造了条件.

ATP颗粒吸附剂的制备及性能研究

通过凹凸棒石（ATP）颗粒吸附剂的制备,探究了ATP粉末吸附剂颗粒化成型问题,并着重研究了粘结剂及固化剂对颗粒孔道形态、吸附性能、散失率和抗压强度的影响。结果表明,当ATP∶Na2Si O3∶α-Al2O3的质量比为5.0 g∶1.6 g∶2.5 g,固液比为3.0 g∶5.0 m L,与质量浓度为5%的PVA溶液均匀混合,制备的ATP颗粒吸附剂对磷的去除率为79.14%,吸附容量为6.85 mg/g,散失率为1.82%,平均抗压强度为57.32 kg/cm2。SEM分析显示,ATP颗粒吸附剂微孔结构明显,孔径在3-10μm。