吸附Ca^(2+)纳米4A沸石与碳酸钙复配用作造纸填料的研究

纳米4A沸石广泛用于高钙废水的处理,本研究探讨了吸附Ca2+纳米4A沸石与碳酸钙复配加填对纸张性能的影响。结果表明,吸附Ca2+纳米4A沸石与碳酸钙在粒径分布和形貌特征上具有良好的匹配性。吸附Ca2+纳米4A沸石替代量在50%时,纸张的抗张指数较碳酸钙填料提高了7.4%;替代量在25%时,耐破指数提高了4.8%,环压指数提高了21.1%。吸附Ca2+纳米4A沸石表现出与纤维之间明显的交织作用,纸张纤维之间具有更好的结合度,提高了纸张的平滑度。

改性共沉淀法纳米CoFe_(2)O_(4)的制备及其吸附性能

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性共沉淀法制备了纳米磁性CoFe_(2)O_(4)材料,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和粒度及电位分析仪等对材料进行了表征,探讨了CTAB加入量对材料形貌、晶型及吸附性能的影响。结果表明,CTAB的加入使得材料粒径变小,对孔雀石绿的吸附性能明显提高,且其具有良好的重复使用性和磁性可回收性。通过吸附热力学、动力学研究表明,制备材料对孔雀石绿的吸附过程符合Freundlich模型和伪二阶动力学模型,吸附过程自发进行且放热降温有利于吸附反应进行。

4A沸石Ca^(2+)吸附量测定方法探讨

本文介绍了新型助洗剂合成４Ａ沸石吸附Ｃａ２＋量的一种测定方法，即在已知质量浓度的ＣａＣｌ２溶液中处理４Ａ沸石，再用ＥＤＴＡ法测定其滤液中的Ｃａ２＋质量浓度，通过计算。

Fe_(3)O_(4)/GO/CeO_(2)复合纳米材料的制备及其对水中亚甲基蓝吸附性能研究

首先通过溶剂热法制备Fe_(3)O_(4)纳米颗粒,再通过离子强度调控法制备磁性氧化石墨烯(Fe_(3)O_(4)/GO),最后用共沉淀法制得Fe_(3)O_(4)/GO/CeO_(2)复合纳米材料,并用扫描电镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDX)、X射线衍射(XRD)等技术对其进行表征。结果表明:Fe_(3)O_(4)纳米颗粒与CeO_(2)纳米颗粒均匀地分散在GO上。研究了Fe_(3)O_(4)/GO/CeO_(2)复合纳米材料对亚甲基蓝染料的吸附性能,并考察了不同因素对吸附性能的影响。由于Fe_(3)O_(4)纳米颗粒有着磁性的性质,易回收分离,具有再生利用性能。吸附实验结果表明:Fe_(3)O_(4)/GO/CeO_(2)复合纳米材料循环5次后对亚甲基蓝的吸附率仍在95%以上。因此,Fe_(3)O_(4)/GO/CeO_(2)复合纳米材料是一种新型优良的吸附剂材料,被应用于模拟染料废水中的亚甲基蓝去除研究。

三维g-C_(3)N_(4)泡沫负载Cu(OH)2纳米片的制备及其光催化还原CO_(2)性能

为了改善g-C_(3)N_(4)光催化还原CO_(2)过程中的气体传质、吸附和光生电荷分离效率,分别从泡沫孔结构构筑和构建异质结两方面进行光催化材料设计。采用表面活性剂发泡法制备g-C_(3)N_(4)泡沫(g-C_(3)N_(4)Foam),以此为基体通过化学镀铜和氢氧化处理制备g-C_(3)N_(4)泡沫负载Cu(OH)2纳米片(Cu(OH)_(2)/CNF)复合材料,对其结构和光催化性能进行分析。结果表明:g-C_(3)N_(4)Foam和Cu(OH)_(2)/CNF均展现出发达的三维微米孔网络结构,这种结构可从动力学层面优化CO_(2)在气-固催化反应中的传质和吸附,使CO_(2)吸附容量分别达到3.97 cm^(3)/g和3.59 cm^(3)/g,为g-C_(3)N_(4)粉末的2.96倍和2.68倍;同时,Cu(OH)_(2)/CNF样品中还形成大量二维Cu(OH)_(2)纳米片结构,不仅可以拓宽复合材料的光利用范围,还可通过g-C_(3)N_(4)/Cu(OH)_(2)异质结的构建促进光生电子向Cu(OH)_(2)表面转移,提升光生电荷分离效率;制备的Cu(OH)_(2)/CNF复合样品CO产率达到11.041μmol·g^(-1)·h^(-1),为g-C_(3)N_(4)Foam和g-C_(3)N_(4)粉末样品的2.76倍和6.83倍。

羧甲基化壳聚糖-Fe_3O_4纳米粒子的制备及对Zn^(2+)的吸附行为

以共沉淀法制备纳米Fe3O4通过在颗粒表面接枝羧甲基化壳聚糖(CMC),制备一种新型磁性纳米吸附剂,用透射电镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)等对其进行了表征,并考察了吸附剂对Zn2+的吸附性能．结果表明,制备的磁性纳米吸附剂平均粒径18 nm,粒子中CMC的含量约5％．该吸附剂对Zn2+吸附速率很快,在2 min内基本达到平衡,能有效去除Zn2+等温吸附数据符合Langmuir模型,饱和吸附容量为20.4 mg·g-1,吸附常数为0．0314 L·mg-1．热力学计算表明吸附为放热过程,焓变为-5．68 kJ·mol-1．

Fe_3O_4/壳聚糖复合纳米粒子吸附剂的制备及其对Pb^(2+)吸附性能

用乙二醇为溶剂,三氯化铁和尿素为起始反应试剂,柠檬酸为粒子表面修饰剂,通过一步溶剂热法制备Fe3 O4纳米粒子,然后以一定浓度配比的Na2 SO4与NaOH混合液为沉淀剂,通过沉淀聚合法制备Fe3 O4/壳聚糖复合纳米粒子吸附剂。利用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱(IR)、透射电子显微镜(TEM)和物理特性测试仪(PPMS)表征样品的结构、形貌和磁性能,并使用原子吸收分光光度计(AAS)评价吸附剂对Pb2+的吸附去除性能。结果表明,Fe3O4/壳聚糖复合纳米粒子吸附剂是由磁性Fe3O4纳米球形粒子和鱼卵状壳聚糖纳米粒子聚集体复合而成,该吸附剂对Pb2+有很好的吸附去除性能,它对Pb2+的等温吸附线符合Langmuir模型,在温度298k和pH值5时,吸附剂对Pb2+的饱和吸附量为105.5mg/g。

碳纳米管对2-硝基苯酚和2,4-二氯苯酚的吸附特性研究

研究多壁碳纳米管对水中2-硝基苯酚和2,4-二氯苯酚的吸附规律。测定不同温度下两物质的吸附等温线,研究吸附的热力学特性和吸附机理。结果表明,碳纳米管对2-硝基苯酚和2,4-二氯苯酚具有良好的吸附效果,饱和吸附量分别达到24.54mg/g和30.53mg/g。用Freundlich等温方程拟合碳纳米管对两种化合物的吸附,其线性相关系数均大于0.95;用Clapeyron-Clausius方程拟合吸附过程,两种物质的线性相关系数都达0.99。293～353K时,碳纳米管对2-硝基苯酚吸附的ΔH、ΔG、ΔS分别为-7.74～-7.05kJ·mol-1、-6.14～-4.80kJ·mol-1、-8.33～-3.00J.mol-1.K-1;对2,4-二氯苯酚吸附的ΔH、ΔG、ΔS分别为-24.75～-17.78kJ·mol-1、-6.79～-6.22kJ·mol-1、-61.29～-32.75J.mol-1.K-1。由于对酚分子π-π共轭作用的强弱不同,碳纳米管对2,4-二氯苯酚的吸附能力大于2-硝基苯酚。本文得到的碳纳米管吸附规律,为研究碳纳米管吸附含苯环类物质提供了参考。

4A沸石对Sr^(2+)的吸附性能的研究

采用间歇法研究在不同环境条件下(浓度、pH值、介质、温度),4A沸石(简称ZF)对Sr2+的吸附性能影响。结果表明:ZF对Sr2+的吸附性能比较好,当Sr2+浓度为0.05 mol/L时,ZF对Sr2+的吸附平衡时间约在14天左右,平衡吸附量为526 mg/g。Sr2+的浓度对ZF的吸附性能影响比较大,其次是溶液的pH值、介质和溶液的温度。ZF对Sr2+的平衡吸附量随Sr2+浓度的升高而增大,但平衡吸附率和平衡吸附比随着浓度的增大而降低。pH值增大时ZF对Sr2+的吸附性能加强。介质溶液含种类、浓度不同的离子时,相对于去离子水介质,ZF对Sr2+吸附性能有程度不同的下降;但腐殖酸的存在可以削弱这种影响。温度升高时,ZF对Sr2+吸附性能降低。

变压吸附分离CH_4/N_2用沸石分子筛的研究进展

为了实现低浓度煤层气中CH4/N2高效、经济的变压吸附分离,对变压吸附分离CH4/N2用沸石分子筛进行了分类,主要包括:A型和X型、离子交换型、钛硅分子筛及其他类型。总结了国内外学者利用沸石分子筛在变压吸附分离CH4/N2中实验及研究工作,认为研究重点应放在提高沸石分子筛的吸附量及稳定性方面,同时展望了沸石分子筛在变压吸附分离煤层气CH4/N2的应用前景。

Fe_3O_4/MnO_2复合纳米材料对水中刚果红吸附性能研究

通过水热法制备Fe_3O_4/MnO_2复合纳米材料,并研究其对阴离子染料刚果红的吸附性能。考察了溶液初始pH、吸附剂用量、吸附时间和温度等因素对刚果红吸附的影响,在最优条件下测定Fe_3O_4/MnO_2复合纳米材料对刚果红的最大吸附量为103.1 mg/g,吸附等温线符合Langmuir吸附模式。结果表明,Fe_3O_4/MnO_2复合纳米材料可望作为一种高效吸附去除染料废水中刚果红的吸附材料。

静电自组装制备斜发沸石负载纳米TiO2吸附及光催化降解甲基橙染料研究

为了实现纳米TiO2的固定化负载,提高材料对污染物的光催化效率,采用静电自组装方法制备了天然斜发沸石负载纳米TiO2光催化材料。采用硅烷偶联剂(OCH3)3Si(CH2)3SH干法改性斜发沸石,采用30%H2O2/HOAc氧化剂将偶联剂巯基基团(—SH)氧化为易电离的磺酸基基团(—SO3H),带负电荷的沸石与钛聚合阳离子在静电引力的作用下自发地组装在一起,经一定温度的焙烧得到斜发沸石负载纳米TiO2光催化材料。采用XRD和SEM对材料进行分析和表征,采用甲基橙染料评价材料的吸附和光催化性能,结果表明:沸石负载纳米TiO2对甲基橙染料具有吸附与光催化的协同作用,静电自组装方法制备的材料的光催化性能较传统方法有所提高。

Zn^(2+)离子印迹Fe_3O_4-壳聚糖纳米粒子的制备及对Zn^(2+)吸附性能的研究

采用一步共沉淀法,以Zn2+为模板,戊二醛为交联剂制备了磁性Fe3O4-壳聚糖纳米印迹粒子,分别用X-射线衍射、傅里叶红外光谱、热重分析等手段对该纳米印迹粒子进行结构和性能表征,利用原子吸收光谱研究pH,Zn2+初始浓度,温度等对其吸附性能的影响,并探讨了其对不同重金属离子的吸附选择性.实验结果表明:壳聚糖很好地包覆在纳米粒子表面,且未改变Fe3O4的尖晶石结构;纳米粒子中壳聚糖的含量约为10.2%;pH=6为较理想的吸附条件,当Zn2+初始浓度为200 mg/L时,单位吸附量最大,约为28.9 mg/g;降低温度有利于吸附的进行.印迹粒子能够较好地选择性吸附锌离子.

可渗透反应墙结合CoFe2O4/GO纳米复合材料去除模拟废水中Pb(Ⅱ)及其吸附机理研究

为探究氧化石墨烯负载高铁酸钴(CoFe2O4/GO)纳米复合材料性质及其对水溶液中Pb(Ⅱ)的去除效果,采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、超导量子干涉仪(SQUID)、拉曼光谱及N2吸附对合成的CoFe2O4/GO纳米复合材料进行表征,利用可渗透反应墙对材料实用性进行探究,探索反应过程中不同酸度及温度对Pb(Ⅱ)去除效果的影响,并利用动力学及等温吸附对CoFe2O4/GO纳米复合材料去除水溶液中Pb(Ⅱ)的机理进行研究。结果表明,XRD表征发现GO的晶面及CoFe2O4的立方晶系尖晶石型结构。FTIR光谱显示Co-O和Fe-O振动,且CoFe2O4/GO表面含有大量-OH、-C=O、及-COO-等不饱和基团。SEM谱图观察到出CoFe2O4发生了部分团聚,且观察到存在一些空隙结构,其平均粒径为48.93 nm。XPS表征观察到CoFe2O4/GO表面含有C、O、Fe、Co等元素,且有Co2p存在。通过CoFe2O4/GO磁性表征,其饱和磁化强度约为27.01 A·m^2/kg。该复合材料D峰:G峰的比值较高,表明含有大量含氧基团。CoFe2O4/GO的BET比表面积为148.6723 m^2/g,孔径集中在3.93 nm左右。可反应渗透强处理模拟废水,在100 min后逐渐达到饱和,在4次内重复利用该材料可取的很好效果。pH值在8时为反应体系最优酸度,随着温度的升高,Pb(Ⅱ)去除率随之增加,温度升高有利于吸附。Freundlich吸附等温方程及准二级动力学更适用于描述CoFe2O4/GO吸附Pb(Ⅱ)的过程。可渗透反应墙结合CoFe2O4/GO纳米复合材料去除模拟废水中Pb(Ⅱ)具有良好效果。

Mn_(0.8)Cu_(0.2)Fe_2O_4/埃洛石纳米管的制备及其对次甲基蓝的吸附研究

采用溶胶凝胶法,以埃洛石纳米管、硝酸铁、硝酸锰、氯化铜为原料,制备磁性埃洛石纳米管,并采用扫描电镜,对Mn0.8Cu0.2Fe2O4/埃洛石纳米管磁性复合材料的形貌及结构进行分析,并对其吸附次甲基蓝废水进行研究。结果表明,磁离子很好的负载到埃洛石纳米管的表面,当投加量为0.1 g时,初始浓度为50 mg/L的溶液,去除率在90%以上,吸附量为11.61 mg/g,温度和浓度对磁性复合材料的吸附性能也有一定影响,吸附量随温度的升高及浓度的增大都呈增大趋势。

4A沸石对锰渣渗滤液中Mn^(2+)吸附—解吸研究

在开展4A沸石吸附—解吸模拟锰渣渗滤液中Mn2+实验的基础上,通过X射线衍射分析(XRD)和红外光谱分析(FTIR)研究了4A沸石吸附Mn2+的机制及其解吸行为。结果表明:4A沸石对模拟锰渣渗滤液中Mn2+的去除效率高达99.34%,吸附量最高可达92.84 mg/g,但化学解吸和化学—物理联合解吸对于沸石型离子交换吸附的解吸效果不佳,Mn2+解吸率均未超过1.6%。XRD和FTIR显示4A沸石对Mn2+的吸附机制主要为离子交换。

纳米MnO_2/Fe_3O_4对镉离子的静态吸附

采用水热合成法将Mn O_2包覆于纳米Fe_3O_4的表面,制备出纳米Mn O_2/Fe_3O_4,并将其用于含镉溶液的吸附。考察了吸附效果的影响因素,并研究了纳米Mn O_2/Fe_3O_4的重复使用性能。实验结果表明:在初始镉离子质量浓度为10 mg/L、吸附剂投加量为4 g/L、吸附温度为20℃、溶液p H为6.0、吸附时间为12 h的条件下,镉离子去除率由使用纳米Fe_3O_4时的3%增至使用纳米Mn O_2/Fe_3O_4时的96%;在初始镉离子质量浓度为50 mg/L、纳米Mn O_2/Fe_3O_4投加量为4 g/L、吸附温度为20℃、溶液p H为6.0、吸附时间为1 h的条件下,镉离子去除率达78%,吸附量为9.7 mg/g;经5次重复使用后,纳米Mn O_2/Fe_3O_4对镉离子的去除率仅比首次使用时降低了10百分点,具有良好的重复使用性能。

纳米Fe_3O_4及Ni^(2+)掺杂Fe_3O_4的制备、表征及吸附Pb(Ⅱ)的特性（英文）

采用一种改进的共沉淀法制备了纳米磁铁矿(Fe3O4)及Ni2+掺杂磁铁矿(Ni x Fe3-x O4,x=0.1,0.3,0.6),用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮气物理性吸附、酸碱滴定等手段对产物进行了表征,用平衡吸附法研究了4种样品对Pb(Ⅱ)离子的吸附容量及吸附模型。结果表明,Fe3O4和3种Ni x Fe3-x O4均为近似球形的单相晶质纳米颗粒;与Fe3O4比较,Ni x Fe3-x O4的颗粒尺寸变小、表面电荷零点和pH=5.0时的表面正电荷量降低;样品的孔体积、比表面积和表面分形度以及表面羟基含量都随产物中Ni2+掺杂量的增加而升高。4种样品对Pb(Ⅱ)的等温吸附数据均适合用Langmuir模型拟合(R2=0.9942～0.9858),其相关系数的大小表现为:Fe3O4>Ni0.1Fe2.9O4>Ni0.3Fe2.7O4=Ni0.6Fe2.4O4;Freundlich模型对样品等温吸附Pb(Ⅱ)的实验数据拟合度较低(R2=0.981 3～0.947 7),4种样品的Freundlich相关系数的大小关系与Langmuir相关系数相反。初始pH=5.0时,Fe3O4,Ni0.1Fe2.9O4,Ni0.3Fe2.7O4和Ni0.6Fe2.4O4对Pb(Ⅱ)的最大吸附容量分别为6.02,6.68,7.29和8.34 mg·g-1。可见,Ni x Fe3-x O4(尤其是Ni2+掺杂量较高的产物)对水环境中重金属Pb(Ⅱ)的去除能力明显高于Fe3O4。

CO_2、CH_4在改性MFI沸石中吸附的分子模拟

采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)方法研究了CO2、CH4在全硅MFI沸石和MFI(4Na+)沸石中的吸附行为,计算获得了CO2、CH4在两种架构中的吸附等温线、吸附能量分布曲线和粒子云分布图,结果表明:CO2、CH4纯组分在较低压力下有较高的吸附量,并且吸附量随压力的增大而增加,随温度的升高而小幅减少,其混合组分在两架构中均发生明显的竞争吸附行为;Na+的存在使MFI型沸石对CO2的吸附能力和选择性得到增强。

压力驱动条件下页岩微纳米孔隙CO_(2)/CH_(4)竞争吸附特性

流动状态下的CO_(2)/CH_(4)竞争吸附特性对高效开采页岩气具有重要作用。引入吸附选择性系数和置换效率,建立石墨烯微纳米孔隙模型,采用非平衡分子动力学方法,在压力驱动条件下,模拟微纳米孔隙中注入压力、温度及压差对CO_(2)/CH_(4)二元混合物竞争吸附行为的影响。结果表明:CO_(2)吸附能力强于CH_(4),流动状态下吸附选择性系数和置换效率与注入压力呈正比,与温度呈反比;流动状态下的CO_(2)/CH_(4)的吸附选择性较无流动时的低。该结果为研究页岩储层中CO_(2)/CH_(4)竞争吸附机理提供依据。