白果壳遗态Fe/C复合材料对水中磷的吸附特征

为研究PBGC-Fe/C-G(白果壳遗态Fe/C复合材料)对水中磷的吸附特征,以PBGC-Fe/C-G为吸附剂,对吸附剂投加量、溶液体系pH、初始磷质量浓度、温度和吸附剂粒径为影响因素进行静态吸附试验分析,并结合SEM、EDS、XRD和FT-IR等手段对吸附前、后材料进行表征,以揭示PBGC-Fe/C-G的吸附除磷机制.结果表明:①当初始磷质量浓度<10 mg/L、吸附剂投加量为0.2 g/(50 mL)、溶液为酸性(pH=3)、反应温度为45℃、吸附剂粒径<0.149 mm时,吸附效果最佳,吸附量达1.62 mg/g.②准二级动力学模型和Freundlich吸附等温模型能较好地模拟PBGC-Fe/C-G对磷的吸附过程.③热力学结果显示,ΔG<0、ΔS>0和ΔH>0,说明PBGC-Fe/C-G对磷的吸附过程是自发、熵增的吸热过程.研究显示,PBGC-Fe/C-G吸附除磷主要通过配位作用、静电引力、等电荷离子交换和物理作用4种协同完成,其中Fe活性位与磷酸根离子的配位反应为主要的反应过程.

改性白果壳对水溶液中重金属镉的吸附研究

为实现农林废弃物的资源化利用和开辟廉价、高效的重金属吸附剂,利用1%KMnO4溶液对白果壳进行化学改性,制备成KMnO4改性白果壳(命名为WSK),用于水溶液中Cd2+的吸附,研究温度、pH、反应时间、初始Cd2+浓度4个因素对WSK吸附Cd2+的影响,并通过模型拟合、电镜扫描(SEM)和红外光谱(FTIR)分析,对吸附机理进行了初步探讨。结果表明,WSK是一种理想的Cd2+吸附剂,其吸附性能受温度、pH、反应时间、Cd2+初始浓度的影响。吸附量与体系温度呈正相关,温度越高吸附量越大;随pH的增加吸附量先升高后降低,pH为5.5时,吸附效果最佳;在60 min后基本达到吸附平衡;随着Cd2+初始浓度的升高,WSK对水中Cd2+的吸附量逐渐增加,当Cd2+浓度为300 mg·L-1时,去除率为94.49%,基本达到吸附饱和。WSK对水中Cd2+的吸附符合Freundlich模型,决定系数R2为0.94,最大吸附量为119.76mg·g-1;吸附过程符合二级动力学吸附模型,R2为0.999 5。SEM照片显示WSK表面呈多孔结构,增加了WSK的比表面积、孔容及表面吸附位点,这有助于提高其吸附性能。红外光谱图分析表明,WSK主要靠-OH、-COO-、-NH-、C=O、-P=O、-CH-等离子活性官能基团与Cd2+配位结合,其中-COO-起重要作用。

白果壳水不溶性膳食纤维对NO_2^-的吸附作用

采用化学法制备了白果壳水不溶性膳食纤维,产率为80.11%,其持水力和溶胀力分别为4.14 g/g和1.78 mL/g.测定了白果壳水不溶性膳食纤维对NO2-的吸附作用.结果表明,在酸性条件下,随pH值的降低其吸附能力明显增加.当pH=2.0时,最大吸附速率为0.139μmol/(g.m in),平衡浓度为2.036μmol/L,平衡时间为72 m in.在酸性条件下白果壳水不溶性膳食纤维对NO2-有较强的吸附作用.

白果壳水不溶性膳食纤维的制备及吸附胆酸钠的研究

采用化学法制备了白果壳水不溶性膳食纤维,产率为80.11%,其持水力和溶胀力分别为4.14 g/g和1.78 mL/g.测定了白果壳水不溶性膳食纤维对胆酸钠的吸附作用.白果壳水不溶性膳食纤维在pH6.0条件下对胆酸钠具有明显的吸附作用,其吸附能力随其用量的增大而增强,但到达吸附平衡的时间也相应增加.膳食纤维用量分别为1.0、2.0、3.0、4.0 g时,其最终吸附率分别为11.75%、29.3%、64.8%和76.0%,到达吸附平衡的时间分别为1.8、2.7、3.8、4.1 h.

白果壳纤维素纳米丝(CNFs)的制备及其在Pickering中的应用

以白果壳纤维素为原料,采用高压均质处理制备纤维素纳米丝(CNFs),并研究其在Pickering乳液中的应用。结果表明,通过调节均质压力10~70MPa可以制备出不同尺寸的CNFs,均质压力越高,CNFs尺寸越小。这些不同尺寸的纤维素展现出不同的物理性质,大尺寸的CNFs-10具有相对高的结晶度和亲水性,而小尺寸的CNFs-70展现出低结晶度和高疏水性。Pickering乳液的稳定性跟CNFs性质有着密切的关系,大尺寸和高亲水性的CNFs-10制备的乳液具有差的稳定性,而小尺寸和高疏水性的CNFs-70制备的乳液展现出色的稳定性。这些结果证明了CNFs也可以制备出稳定的Pickering乳液,为果壳废料的利用提供一定的方法。

白果壳遗态Fe2O3/Fe3O4/C复合材料的制备及其对Sb(Ⅲ)的去除性能

以白果壳为植物模板、稀氨水为浸煮剂、硝酸铁为前驱体溶液,制备了一种多孔白果壳遗态结构Fe/C复合材料(Fe/C-G),通过XRD、SEM、FT-IR、XPS和BET对其进行了表征,并考察了溶液pH、温度、时间、初始浓度、粒径等对去除Sb(Ⅲ)效果的影响,探讨了吸附机制。结果表明:Fe/C-G由α-Fe2O3、Fe3O4和C组成,同时很好地保留了白果壳的多孔结构,其比表面积和平均介孔孔径分别为46.42 m2/g和40.2 nm;升高温度和减小吸附剂粒径有利于吸附。Fe/C-G对Sb(Ⅲ)的吸附过程符合准二级动力学模型,在初始Sb(Ⅲ)浓度为5、10和50 mg/L时,其吸附量分别达1.23、2.41和9.23 mg/g;用Langmuir方程能很好地描述吸附等温线,属于快速的单分子层吸附,主要发生配位交换和表面络合反应。

白果壳纤维素对不同种类多酚的吸附行为及其动力学研究

将天然抗氧化剂酚类与白果壳纳米纤维素结合,探究纤维素对不同种类多酚的吸附行为及动力学的影响,并制备一种具有抗氧化功能的纤维素/酚复合颗粒。该研究使用氮气吸附仪对白果壳纳米纤维素进行孔性能表征,研究了其对儿茶素、茶多酚、表没食子儿茶素没食子酸酯、没食子酸和阿魏酸的吸附行为,采用一级和二级动力学模型对吸附曲线进行拟合,以Weber-Morris颗粒间扩散模型描述吸附过程,用X射线光电子能谱分析纤维素吸附多酚前后的表面化学结构变化,以DPPH自由基、ABTS阳离子自由基清除能力为标准,考察复合颗粒的抗氧化能力。实验结果表明,白果壳纳米纤维素的比表面积为246.71 m^(2)/g,孔体积为0.35 cm^(3)/g,选取的5种酚类物质均可以自发吸附到纤维素上,展示出快速—慢速—平衡的吸附过程。其中白果壳纤维素对儿茶素的吸附能力最大,可达3.7 mg/g纤维素。以儿茶素为例,进一步探究离子强度、pH、温度3种环境因素对吸附情况的影响,中性pH和高离子强度有利于纤维素对酚的吸附,而温度变化对吸附作用没有显著影响。纤维素吸附儿茶素后,其表面的化学结构发生变化。吸附儿茶素的纳米纤维素颗粒展现出一定的抗氧化能力,可为纤维素的应用提供更多的可能。

白果壳遗态HAP/C复合材料对水中氨氮的吸附

为综合利用农林废弃物,以白果壳为植物模板、羟基磷灰石(HAP)为改性材料,制备了白果壳遗态HAP/C复合材料(PBGC-HAP/C-G),并通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等对其进行了表征,同时研究了溶液pH、初始浓度、吸附剂投加量等对其去除水中氨氮的影响。结果表明,PBGC-HAP/C-G是一种大孔材料,孔径主要介于35~200μm之间。在溶液pH=5时,吸附效果最佳;吸附剂投加量的增加有利于氨氮的去除;粒径大小不是影响吸附效果的主要因素。准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型能很好地描述该吸附过程,吸附过程以化学吸附为主。在氨氮初始浓度为20、50、100 mg·L^-1时,拟合计算得到的理论平衡吸附量分别为0.45、1.10、2.15 mg·g^-1,与实验测定值0.46、1.15、2.18 mg·g^-1相近,可见PBGC-HAP/C-G可用作去除氨氮的吸附剂。

基于白果壳活性炭制备的超级电容及电化学性能分析

纯电动车电池的充电性能严重制约电动汽车的普及。超级电容电池可以在短时间内迅速充满电量,成为电动汽车电池发展的方向之一。此次实验以白果壳为原材料,采用传统物理活化法备制活性炭,作为电极材料制作双电层超级电容。在实验过程中发现,当活化温度达到900℃,活化时间为1h,可备制出比表面积为1103.54m2/g活性炭。1000次循环测试后,比电容保持率达到85.9%。