水体重金属离子吸附材料的研究进展

重金属污染对水生态环境造成了严重影响并对人类健康产生巨大伤害。吸附法因其环保、便捷、低成本等优势备受关注。综述了近年来水体重金属离子污染物吸附材料的研究进展,主要围绕碳基吸附材料(活性炭、纳米管、石墨烯)、合成/天然聚合物(纤维素、壳聚糖、海藻酸盐)及其与无机物的复合吸附材料以及金属有机骨架(MOFs)吸附材料等的种类及特征、吸附原理、吸附效果以及改性方法等方面,以期为水体重金属污染的低成本和高效治理提供理论依据。

黄钾铁矾作为吸附材料的研究进展

黄钾铁矾具有相对较高的比表面积和较强的吸附能力,通常将黄钾铁矾作为吸附材料应用在矿山及其他工业废水处理等领域。研究表明其对Cr、Cd、Hg、Pb、As等有害重(类)金属元素具有很强的吸附和共沉淀作用,主要对黄钾铁矾的形成机制以及其作为吸附材料的研究进展进行综述,以期为更多研究黄钾铁矾的学者提供思路,继而将其吸附性能发挥最大作用,为矿区和工业废水等重金属污染治理提供理论依据。

低浓度稀土离子吸附材料研究进展

近年来,随着稀土产量与需求之间的供需矛盾日益加深,对稀土资源的高效绿色提取和分离提出了更高的要求.特别是从稀土矿选矿废水、精炼废水、海水和温泉等低浓度的稀土溶液中回收稀土资源已成为研究热点.相比于蒸发结晶、化学沉淀、溶剂萃取等传统提取技术,吸附法因具有操作简单、成本低廉、处理量大和适应性强等优势,成为低浓度稀土深度回收的潜在方法之一.本文汇总了近年来国内外有关于稀土离子吸附材料的研究进展,详细介绍了矿物基、碳基、金属−有机框架基和高分子基等吸附材料的设计与合成思路、微观形貌、吸附行为、材料性能和潜在的应用潜力.最后,对比指出了各种吸附材料的优势和不足,提出开发面向应用的高效绿色靶向吸附材料是未来稀土吸附材料的主要发展趋势,靶向吸附技术也将成为低浓度稀土溶液(废水)资源化的主要方法,以期为稀土资源的高效利用提供参考.

胶原纤维基吸附材料的研究进展

吸附在化学化工等领域有着至关重要的作用,开发绿色、低成本的高效吸附材料是未来吸附分离的重要发展方向。胶原纤维(CFs)是一种来源于动物皮的天然生物质资源,其具有独特的三维多层级结构,同时含有丰富的活性官能团。因此,利用CFs制备高性能吸附材料具有较高的研究价值和应用潜力。论文主要介绍了近年来CFs固化单宁、负载金属离子和接枝功能基团等CFs基吸附材料的制备方法,讨论了吸附材料在放射性核素离子、有毒重金属离子、无机阴离子、有机污染物的去除,以及天然产物的吸附分离和细胞固定等方面的应用,并对CFs基吸附材料未来的发展方向进行了展望。

钼的靶向吸附材料合成及其性能研究

研究了采用真空灌注法将α-安息香肟(α-BO)固载在多孔甲基丙烯酸酯聚合物载体(PMMA-DVB)中制备钼的靶向吸附材料(α-BO/PMMA),通过红外光谱、元素分析、热重分析及光学显微镜等手段对其进行结构表征,并考察了酸种类、H^(+)浓度、接触时间及吸附平衡时溶液中MoO_(2)^(2+)浓度对α-BO/PMMA吸附性能的影响。结果表明:α-BO/PMMA对钼的吸附受酸度影响较大,在0.1 mol/L的盐酸介质中吸附量最高,最大吸附量为29.8 mg/g,该材料可有效分离提取钼。

醋酸纤维素酯胶片档案收藏装具内置吸附材料研究

目的:筛选优化装具内置吸附材料,实现对胶片档案的耐久性储存。方法:本文以醋酸纤维素酯胶片作为研究对象,对胶片收藏盒内置吸附材料进行了筛选优化。结果:研究表明,使用组合型吸附材料较单一吸附材料对胶片的各项性能保持较好,当使用分子筛∶Ba(OH)_(2)=1∶1时,胶片乳剂层的亲水性、光泽度、片基层的酸度、机械性能都得到了较好的保持。结论:在实际保存过程中,可以使用分子筛和Ba(OH)_(2)组合型吸附材料内置于胶片收藏盒中,延缓醋酸综合症的发生,能实现对醋酸纤维素酯胶片的有效存储。本研究对胶片档案的保存具有一定的参考意义。

磁性聚苯胺吸附材料的制备及对碘的吸附性能研究

研究了以聚苯胺(PANI)包覆四氧化三铁制备Fe_(3)O_(4)@PANI磁性吸附材料,并用于吸附水中的碘单质。采用SEM、TEM、FT-IR、XRD、VSM、XPS和Raman等方法对该复合材料吸附前后的形貌与性质进行表征,探究了该复合材料的吸附机制,同时考察了吸附时间、碘溶液浓度、吸附温度及再生对吸附性能的影响。结果表明:聚苯胺包覆四氧化三铁吸附溶液中的I_(2)时,碘分别与聚苯胺的苯环、醌环及醌环结构单元的氮原子结合;Fe_(3)O_(4)@PANI对I_(2)的吸附为自发吸热的过程,符合准二级动力学模型与Langmuir等温吸附模型;在303.15 K时,理论最大吸附量为1777.13 mg/g,负载吸附剂用乙醇脱附并循环使用3次后,其吸附率可达第1次吸附率的44.22%。

硼吸附材料的研究进展

从盐湖、海水等水体中和工农业废水中开采或回收硼对于填补工农业硼及其化合物的缺口和解决硼污染问题具有重要意义。吸附法是水体中提取、去除硼最有潜力的技术。而高性能硼吸附材料的发展是其中关键。文章对螯合基团功能化的硼吸附剂,金属氧化物和氢氧化物,碳材料,复合材料和生物材料等各类硼吸附剂进行了系统地总结、分析和展望。希望为盐湖提硼、海水淡化和工业废水除硼等应用研究中硼吸附材料的选择提供依据。

木质素吸附材料的制备及应用研究进展

木质素是可再生的天然芳香族聚合物,其分子结构上的活性基团使其具有成为优良的绿色吸附剂的潜力,可用来吸附重金属离子、有机物及其他废水污染物、废气污染物等。本文首先对木质素的结构特征、应用进行了总结介绍;其次对木质素的提取分离方法进行综述,进而概述了木质素的改性及其制备吸附材料的研究进展;最后总结了当下木质素吸附材料的主要应用领域,并在此基础上对木质素的未来研究方向进行了展望。

不同固体吸附材料吸附CO_(2)的研究进展

随着全球工业化和城市化进展的不断加快,二氧化碳(CO_(2))的排放量急剧增加,已经成为全球气候变化的主要原因之一。为了减少大气中CO_(2)的含量,吸附技术作为一种有效的CO_(2)捕集与分离方法备受关注。鉴于此,对不同固体吸附材料吸附CO_(2)的研究进展进行分析是十分有必要的。首先,对固体材料进行了分析;其次,通过实验的方式对不同的固体吸附材料进行CO_(2)吸附研究;再次,介绍了当前已经有的研究成果和最新的研究成果;最后,对固体吸附材料吸附CO_(2)的未来发展进行了展望。

建筑给排水中的吸附材料及应用性能试验

针对传统建筑给排水吸附材料价格昂贵、饱和吸附量低的问题,以廉价的凹凸棒石为原料,制备出一种新型吸附材料。试验通过动力学模型对吸附剂在一元和二元重金属体系中的吸附作用进行模拟,对吸附剂的吸附作用进行表征。试验结果表明,拟二级模型更符合凹凸棒石基碳气凝胶吸附重金属离子的过程,在pH值为6、吸附时间为40 min的条件下,一元离子体系中,吸附剂对铅离子和铜离子的吸附量分别为261.43 mg/g和71.64 mg/g;二元离子吸附体系中,吸附剂对铅离子和铜离子的吸附量分别为84.12 mg/g和33.26 mg/g,吸附剂表现出良好的吸附性能。同时从吸附量结果可以发现,吸附剂对铅离子的吸附亲和度明显高于铜离子。

园林废弃物基吸附材料处理重金属废水研究进展

园林废弃物成本低、来源丰富、绿色环保且可再生,以其为原料制备的吸附材料被广泛研究。本文综述了园林废弃物吸附剂的改性制备方法,并对其在重金属废水处理中的应用进展和吸附机理进行分析,以期为园林废弃物基吸附材料的发展提供理论依据。

用于海上溢油回收的多孔吸附材料研究进展

近几十年来,国内外海上溢油事故时有发生,对海洋生态环境构成了严重威胁并造成了巨大的经济损失和政治影响。本文梳理了多孔除油型海上溢油吸附材料的研究进展,根据吸附材料的结构特点将其分为颗粒/粉末材料,海绵/泡沫材料和其他多孔材料三类,从制备方法、制备材料与试剂、选择吸附性、循环使用性以及吸附能力等方面对典型多孔溢油吸附材料进行了对比研究,总结了上述三类溢油吸附材料的优缺点。经过综合对比,具有吸附性高、吸附量大、循环使用性好、密度较小等特点的溢油吸附材料往往能够有效且环保的处理溢油事故,是该领域的研究重点。本文还讨论了海上溢油吸附材料的研究前景,分析了该领域面临的挑战和可能的突破点。为了满足经济可行性及环境的可持续发展要求,未来可开发新型生物化学材料以实现其高效循环及针对性应用。

新型纸基复合吸附材料在电力节能中应用及其造价控制

纸基复合材料具有轻质、高强度、高刚度和较高的吸附净化优异性能。为了解决全球气候变暖、温室气体排放的环境问题,纸基复合材料在大型飞机、风力发电叶片、汽车部件、石油开采抽油杆、电力输送电缆等领域的应用将推动节能减排的实现。纸基复合材料的使用实现了材料的轻量化,从而达到了节能减排的目的。传统电力节能方法由于缺少对电力线路结构的优化,导致节能率偏低。为此,提出了新型纸基复合吸附材料在电力节能中的应用。依据配电网系统的组成结构,分析电力系统存在网损的机理,由此求取系统电力线路的实际能源损耗,并将节点电压补偿值叠加到系统的负载与负荷节点中,对节点的电压幅值进行补偿,由此完成对节点电压的调节,进而实现电力系统的内部节能降耗。在此基础上,采用纸基复合材料对系统的材质进行更新,优化输电线路结构,以实现外部结构的节能。以此为依据,从加强预算控制、引入成本分析和实施动态监测三个方面分析复合材料在电力节能中的成本控制和管理,以提高项目的经济效益和社会效益。

新型吸附材料在煤化工废水处理中的应用与效果评估

本论文探讨了新型吸附材料在煤化工废水处理中的应用及其效果评估。煤化工废水含有大量的有毒有害物质,不仅给自然环境带来污染,还会严重威胁人们的生活环境。传统的煤化工废水处理方法存在处理效率低下、达不到国家规定的排放标准等问题,因此寻找高效的处理技术至关重要。新型吸附材料以其出色的吸附性能,表面积大,可调控性强等特点,成为煤化工废水处理的潜在解决方案。本文综述了不同类型的新型吸附材料(如活性炭、氧化石墨烯、纳米材料等)在煤化工废水中的应用情况,并评估了其吸附效果。研究结果表明,新型吸附材料在去除废水中有机物、重金属等污染物方面表现出色,处理效率明显提高,成为煤化工废水妥善处理的可行选择。本研究为煤化工废水处理方式及应用提供了有益的参考和启示。

分离与吸附材料工程技术研究中心简介

分离与吸附材料工程技术研究中心成立于2014年11月,后被焦作市科技局验收为优秀评级。2022年,该中心被焦作市教科文卫体工会认定为“示范性劳模和工匠人才创新工作室”。该中心聚焦学术前沿和关键技术,致力于水处理吸附材料、制氢催化剂等功能材料的研究开发。与南开大学、郑州大学、河南理工大学等高校研究人员合作,在水处理、清洁能源催化剂研究方面取得新的研究成果。

柚皮吸附材料制备工艺的设计优化探索

通过对干燥、活化和改性过程的参数调控,成功提升了柚皮吸附剂的吸附效率和选择性。优化后的吸附剂在处理低浓度重金属离子时表现出优异性能,且具有良好的可再生性和稳定性。

新型吸附材料在工业废水中有机污染物去除中的性能研究

为了解决工业废水中各类有机污染物的治理问题,本研究针对工业废水中有机污染物的挥发性、极性和难降解三类特点,设计合成了一种基于活性炭与分子筛的复合吸附材料。该材料的活性炭基质具有发达的孔结构和大的比表面积,负载的四乙基氨基起到了静电吸附增强作用,沸石分子筛的加入进一步提高了对小分子挥发性污染物的选择吸附性能。通过一系列静态和动态吸附实验,考察该材料的去除效果,结果表明在吸附容量、选择性系数等综合指标上均获得大幅度提升,验证了材料的协同效应,展示了其在工业废水中有机污染物高效处理方面的良好应用前景。

粉煤灰成型吸附材料的制备及性能研究

以粉煤灰为原料,添加凹凸棒土、淀粉造孔剂,制备出具有一定机械强度的粉煤灰成型吸附材料。以刚果红染料为吸附对象,考察吸附材料的制备条件和工艺参数,并对吸附材料进行了一系列表征。结果表明,当粉煤灰∶凹凸棒土质量混合比为6∶4,煅烧温度为500℃,煅烧时间为3 h,淀粉添加量为总质量的25%,对刚果红染料废水的去除率可达到94.21%。比表面积分析表明,煅烧后吸附材料比表面积较煅烧前大幅度增加;X射线衍射分析表明,成型吸附材料煅烧前后其物相组成未发生变化;扫描电镜分析显示,煅烧后的吸附材料产生了明显的孔结构。

Zn/Co-LDHs纳米吸附材料的制备及其对含磷废水的净化效果研究

磷是水体富营养化的主要限制因子之一,水环境中磷元素的去除对于水体富营养化治理具有重大意义。类水滑石及类水滑石化合物具有较大的比表面积、较好的再生性和优越的阴离子吸附性,是优良的吸附材料。本文以硝酸锌和硝酸钴为原料,采用水热法成功制备了一种新型的Zn/Co-LDHs纳米吸附材料,使用SEM、XRD、IR、BET对新吸附材料进行了表征,并进行了含磷废水的吸附试验,考察了材料投加量、磷酸根离子浓度、吸附时间对吸附效果的影响,得到如下结论:Zn/Co-LDHs纳米材料具有典型的类水滑石结构和较大的比表面积;Zn/Co-LDHs对磷酸根的吸附等温线符合Langmuir和Freundlich吸附等温模型;吸附动力学过程符合准一级动力学模型;在温度25℃、Zn/Co-LDHs投加量1.0 g/L、磷酸根离子浓度10 mg/L、吸附时间30 min的条件下,Zn/Co-LDHs材料对废水中磷的最大吸附量为6.3 mg/g。