壳聚糖及其衍生物对金属离子的吸附研究(上)

壳聚糖是一种天然高分子,在其分子结构的重复单元中有—NH2和—OH,因而对金属离子有较好地吸附和配位能力。本文较全面地综述了壳聚糖及其衍生物对金属离子的吸附性能,简述了它们与金属离子形成配合物的结构及吸附机理,并对其发展前景作了展望。其中上篇主要讲述了壳聚糖及其衍生物对金属离子吸附性能的研究进展。

碳氮纳米管对对硝基苯酚的吸附研究

研究了碳氮纳米管对对硝基苯酚的吸附,采用分光光度计测量溶液浓度,计算出不同质量的碳氮纳米管对对硝基苯酚的吸附量及吸附效率,探讨了其可能的吸附机理,并与文献报道的碳纳米管对对硝基苯酚吸附性能进行比较.结果表明,在相同条件下,碳氮纳米管对对硝基苯酚的吸附效率43.6mg/g,高于碳纳米管对对硝基苯酚的吸附效率39.35mg/g,其吸附量也高于碳纳米管.

磁性竹节状中空碳纳米纤维的制备及吸附研究

以葡萄糖为碳源,硝酸钴为钴源,去离子水做溶剂合成前驱体,采用压力诱导的方法将前驱体注入到阳极氧化铝模板(Anodized Aluminum Oxide,AAO)的纳米孔道内,经加热处理后,在模板的纳米孔道内合成了具有微孔结构的一维磁性中空碳纳米纤维(magnetic hollow carbon nanofibers,MHCFs),使用透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)、氮气吸附、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)对样品进行表征,使用振动样品磁强计(VSM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、Zeta电位分析仪对改性前后产物进行性质考察,结果表明,合成的MHCFs呈中空状,直径约为200 nm,石墨化程度较好,MHCFs上均匀分散着Co2C纳米颗粒,其晶型为面心立方晶系,磁性为超顺磁性,利用磁性可以将其分离。使用过氧化氢对产物进行改性,考察pH值和吸附剂用量对吸附性能的影响,并用静态和动态吸附实验考察其吸附行为,吸附试验结果表明,对亚甲基蓝的吸附率达到98.78%,吸附行为符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学方程。

多孔有机膨润土颗粒研制及对PO_4^(3-)的吸附研究

将易燃微粉按一定比例混入膨润土中,挤压造粒,高温灼烧,再用阳离子表面活性剂改性,得到多孔有机膨润土颗粒。将其用于对PO3-4离子的吸附,研究了酸度、吸附时间、PO3-4离子的初始浓度对吸附反应的影响,指出该吸附过程符合Langmuir吸附等温方程。

球形木素基离子交换树脂对Cr^(3+)和Cr_2O_7^(2-)的吸附研究

以木素磺酸钙为原料,利用反相悬浮聚合技术制备出球状木素基离子交换树脂,详细研究了树脂对Cr3+和Cr2O2-7的吸附特性。结果表明,树脂对Cr2O2-7的吸附作用弱,但对Cr3+表现出良好的吸附性能。溶液pH值越高,树脂对Cr3+的吸附量越大;前期吸附速度快,40min后吸附速率趋缓;升高温度能明显提高前期吸附速率。树脂对重金属离子的吸附是离子交换、物理吸附和电荷中和共同作用的结果。

复配表面活性剂/碱驱油体系中石油羧酸盐与重烷基苯磺酸盐的吸附研究

在45℃下测定了石油羧酸盐(室内制品O126,工业品ICO435)和重烷基苯磺酸盐(工业品WGN和ORS 41)从混合溶液中的吸附量。配液用水为大庆采油四厂净化污水,矿化度为4 3g/L。在静态吸附测定中液固比(mL/g)范围为1∶8～8∶1。在人造岩心粉上,O126/WGN(2 4/0 6g/L)溶液中O126和WGN的静吸附量随液固比的增大而增大;加入电解质NaOH,NaCl或Na2CO3(9 0g/L)使吸附量增大,其中Na2CO3的影响程度较小;在液固比1∶4下,吸附后的不含和含电解质的溶液中O126和ORS 41的摩尔浓度比大体上接近初始比值(0 7971)。在大庆去油油砂上,吸附后ICO435/WGN/Na2CO3(5 33/0 67/10 0g/L)溶液中ICO435与WGN的摩尔浓度比,在液固比1∶4时为0 9063,接近初始比值(0 8919)。在人造岩心驱油中,注入O126/ORS 41/NaOH/HPAM(0 77/0 82/12 0/1 2g/L)驱油溶液0 3PV和HPAM(0 8g/L)溶液0 3PV后,流出液中O126和ORS 41的质量浓度与初始质量浓度之比随累计流出体积(0 31～3 49PV)的变化趋势大体上是一致的。因此认为:在接近实际驱油过程的液固比下(1∶3～1∶4),石油羧酸盐和重烷基苯磺酸盐的色谱分离较弱,在驱油液中可大体上保持初始比例。图1表4参5。

土壤有机污染物非理想吸附研究的理论与方法

应用于土壤中的有机农业化合物的归宿和生物有效性主要取决于它们与土壤组分的交互作用,而土壤有机质(SOM 的组分相当重要。虽然对SOM的吸附机理已经进行了多年研究,但在分子和微观水平上的研究甚少。文章根据国内外有关研究的最新进展,从理论和技术上分析并讨论了选择化合物的膨胀等温线法、电介质分光术(光谱学)、固态1H-和13C-核磁共振(NMR)和化学等几个全新的手段和方法在研究土壤有机质中有机污染物非理想吸附行为的非线性、复合化合物间的竞争以及滞后现象等基本原因的可行性,把温度和可以起到软化(塑化)剂的吸附分子的存在、含量及其结构之间的函数变化关系,做为研究SOM中化合物从玻璃质到橡胶质的转化过渡(transition)状态。该方面的研究结果将被广泛的应用于包括杀虫剂在内的非离子化合物上,并将进一步促进我们对SOM 中非理想吸附的基本机理和原因的理解。

合成巯基纤维素(SC)对含铜(Ⅱ)废水的吸附研究

以柚子皮纤维素、硫代乙醇酸为基本原料,制备巯基纤维素(SC)新型吸附剂,用其对含Cu2+的溶液进行了静态吸附研究。本文探讨了Cu2+初始浓度、pH值、吸附时间、反应温度、吸附剂用量等因素对吸附性能的影响,结果表明:在pH为6.5、Cu2+浓度为100mg/L和吸附剂为0.2g时,常温条件下吸附2h后Cu2+去除率和吸附容量分别达到98.03%和24.5068mg/g,吸附反应符合Langmuir和Freundlich等温方程。

巯基纤维素对水中Cr(Ⅵ)离子的吸附研究

制备了巯基纤维素并用其对含Cr(Ⅵ)离子的溶液进行了静态吸附实验。研究了pH值、吸附时间、反应温度、吸附剂用量等因素对吸附性能的影响。结果表明:在pH值为2、Cr(Ⅵ)浓度为50mg/L和吸附剂为0.5g时,常温条件下吸附6h后,Cr(Ⅵ)去除率达到99.2%,吸附反应符合Langmuir和Freundlich等温方程。

皮胶原固化单宁膜材料的制备及其对U(Ⅵ)的吸附研究

以天然皮胶原纤维膜为底物,通过醛类化合物的交联剂作用,将毛杨梅单宁(myricarubra)固定在皮胶原纤维上,制备出新型的膜吸附材料.系统研究了这种膜吸附材料对水溶液中U(Ⅵ)的吸附特性,结果表明:当温度为303K、pH5.0、U(Ⅵ)的初始浓度为263.15mg/L时,每克固化单宁膜吸附U(Ⅵ)的平衡吸附量为56.83mg,而且平衡吸附量随着温度的升高进一步增大;pH对吸附容量的影响较大,适宜的pH范围在5.0～8.0;这类膜材料的吸附平衡符合Freundlich方程,静态吸附动力学可以用拟二级速度方程来描述.连续吸附实验表明,当原料液中U(Ⅵ)的浓度为263.15mg/L、流出液体积为500mL时,单层膜的吸附率可达到90%以上;而用三层膜时,当流出液体积达到1000mL时也未在流出液中检测到U(Ⅵ).该类膜吸附U(Ⅵ)后用0.1mol/L的HNO3很容易解吸,而且再生后其吸附容量和性能基本不变.

非金属矿物对模拟垃圾焚烧烟气中氯化镉的吸附研究

生活垃圾焚烧烟气中的挥发性重金属镉给人体健康带来很大危害,为了控制镉的排放,开发了一套石英管式炉系统,在模拟垃圾焚烧烟气组分的条件下,利用高岭土、凹凸棒土、硅藻土、α-Al2O3和轻质碳酸钙5种非金属矿物对烟气中的氯化镉进行静态模拟吸附实验,并考察了吸附效果。实验结果表明非金属矿物对氯化镉具有一定的吸附性能,且吸附能力大小关系为:轻质碳酸钙>凹凸棒土=α-Al2O3>硅藻土>高岭土;在不同气氛条件下,非金属矿对氯化镉吸附量的大小呈现模拟烟气>氮气的趋势。非金属矿对氯化镉的吸附除了物理吸附之外还存在化学吸附作用。

烷基硫酸钠在二氧化钛上的吸附研究

表面活性剂在氧化物表面上的吸附,因其在浮选中的重要作用而被广泛研究。但迄今为上的工作多是关于表面活性离子在电性相反的氧化物表面上,例如阳离子表面活性剂在带负电的氧化物表面上的吸附,而对电性相同的表面活性离子的吸附则很少涉及,虽然许多实际问题中遇到的是后一种情形。本工作研究了烷基硫酸钠在带负电的TiO_(2)表面上的吸附,根据吸附与电泳的实验结果计算了吸附自由能,并提出了可能的吸附机理。

N-羧甲基壳聚糖对铬离子的吸附研究

本文通过实验研究分析了N-羧甲基化壳聚糖对铬离子的吸附,并确定了吸附的最佳适宜条件。

腐植酸树脂/二氧化硅复合材料对重金属Pb^(2+)的吸附研究

研究了腐植酸树脂/SiO2复合材料对水溶液中的重金属离子Pb2+的吸附性能,其中考察了温度和吸附时间对吸附性能的影响。在本研究中采用了三种方程(Linear,Frendlich和Langmuir)对吸附等温线方程进行拟合,结果表明Linear方程是最佳的吸附模型。经用该方程拟合的数据和Clausius-Claperyons方程计算出的Pb2+吸附焓变值说明,Pb2+在腐植酸树脂/SiO2复合材料上的吸附主要是以物理吸附。除此之外,在本研究中考察了温度、吸附时间对吸附性能的影响。结果表明,随着温度的升高,腐植酸树脂/SiO2复合材料对Pb2+的吸附量增加。这表明复合材料对Pb2+的吸附是吸热反应。吸附进行2h以后,吸附作用基本达到平衡。腐植酸树脂/SiO2复合材料对Pb2+离子具有强烈的稳定的吸附作用。基于我们的实验结果,该研究方法可以广泛应用于去除污水中的Pb2+。

多孔PS微球的制备及对硝基苯的吸附研究

以苯乙烯为单体,二乙烯基苯为交联剂,聚乙二醇为致孔剂,V-50为引发剂,采用悬浮乳液聚合法制备多孔PS微球。以PS微球为吸附剂,水中硝基苯为吸附对象,探讨致孔剂、溶液温度和p H值等因素对吸附的影响。实验结果表明∶以聚乙二醇6000为致孔剂,致孔剂与单体质量比为1∶3时可以制得吸附效果较好的PS微球,吸附平衡等温线符合Freundlich方程,吸附过程属于优惠吸附。

异丁酸在Fe-Pb-磷酸盐催化剂上的吸附研究

本文用脉冲色谱法研究了异丁酸(IBA)在Fe-Pb-磷酸盐催化剂上的可逆吸附及不可逆吸附规律以及H_(2)O预吸附对IBA不可逆吸附的影响。为进一步研究异丁酸在此催化剂上吸附及氧化脱氢反应机理提供某些信息。

热处理GaAs表面氧吸附研究

采用俄歇电子谱研究了热处理GaAs(110)表面与氧的相互作用。热处理GaAs表面吸附氧后,Ga俄歇峰向低能移动表明氧与表面Ga原子形成化学键。通过氧俄歇峰强度与氧暴露量的关系和吸附动力学分析,我们得知740℃热处理表面和清洁解理表面上吸附氧的俄歇信号变化相同,其饱和绝对覆盖量θ_s为0.5单原子层,若热处理温度提高到825℃时,θ_s为1个单原子层,即提供了更多的吸附位置,然而不同温度热处理GaAs(110)表面的氧吸附速度却没有变化并与金属Ga氧吸附速度相同,因此被激励的氧束缚在GaAs(110)表面的Ga原子上。

氧化多壁碳纳米管对水中钠离子的吸附研究

本文研究了强酸(体积比为3︰1的硫酸与硝酸)氧化的多壁碳纳米管对水中钠离子的吸附特性,考察了温度、初始浓度、吸附时间对钠离子吸附的影响。实验结果表明:多壁碳纳米管对钠离子的吸附能力随温度升高而下降;其吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,但是在钠离子浓度较高时多壁碳纳米管的吸附特性更符合Freundlich等温模型;在温度为274K条件下,多壁碳纳米管对钠离子的吸附能约为-5.53KJ/mol即-57.3meV;化学反应焓变约为-9.31KJ/mol,表明混酸氧化的多壁碳纳米管对钠离子的吸附过程基本为物理吸附。

氧化石墨烯及其复合材料对重金属离子的吸附研究进展

氧化石墨烯作为石墨的氧化物,由于其具有良好的亲水性,含有大量的含氧官能团以及较大的比表面积,因此被视为在重金属吸附方面具有良好应用前景的高效吸附剂。但氧化石墨烯含有较多亲水基团导致其难与水分离且在吸附过程中易发生团聚现象,这一缺点极大限制了氧化石墨烯对重金属离子的吸附。因此将氧化石墨烯进行一系列的改性,从而弥补其原有缺陷。本文综述了氧化石墨烯的基本结构及其特点,简述了氧化石墨烯的制备方法以及纯氧化石墨烯对多种重金属离子的吸附特性,着重探讨了氧化石墨烯的各种改性方法及其复合材料对废水中的重金属离子吸附特性的研究进展,提出了目前改性氧化石墨烯复合材料在废水处理中存在的弊端。

变压器油中腐蚀性硫的检测及其吸附研究

变压器油中存在的腐蚀性硫会对电力设备运行过程中的安全性以及稳定性造成极大影响,特别是近些年来,因为硫腐蚀而导致的电力设备事故发生频率比较高,而Cu2S沉积是导致变压器油中油纸绝缘出现劣化的原因之一。因此,对变压器油中的腐蚀性硫进行准确检测,同时采取吸附技术对腐蚀性硫进行吸附去除,对提高变压器油本身的稳定性以及安全性有重要意义。