不同形貌CaO_(2)的制备及其降解水中结晶紫的研究

为探究不同形貌过氧化钙对染料降解去除效果的差异性,采用钙盐法在不同条件下制备不同形貌的过氧化钙,并将其用于处理结晶紫模拟的染料废水。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱对制得的过氧化钙进行了形貌表征,证明合成了四方晶状过氧化钙和球状纳米过氧化钙,并考察了两种过氧化钙在不同条件下对模拟染料废水中结晶紫的去除效果。结果表明,在模拟染料废水初始pH为6.0,结晶紫初始浓度为10 mg/L,四方晶状过氧化钙投加量为18.0 mg,球型纳米过氧化钙投加量为30.0 mg时,结晶紫的去除率分别可以达到94.14%和85.49%。准一级动力学方程可以描述两种过氧化钙对结晶紫的降解机制,球状纳米过氧化钙对结晶紫的降解过程与准一级动力学模型的吻合度更高。

白云石/三聚氰胺复合材料制备及吸附结晶紫性能研究

以白云石和三聚氰胺为原料,热聚合制备白云石/三聚氰胺复合吸附材料,以结晶紫的吸附率为评介指标探讨复合材料对结晶紫的最佳吸附条件。结果显示复合材料对结晶紫最佳吸附条件是:复合材料投加量为0.75 g、结晶紫溶液初始浓度300 mg/L、反应时间100 min,对结晶紫吸附率达97.3%。动力学拟合发现吸附反应符合准二级动力学方程和Langmuir等温方程模型,即吸附材料对结晶紫的吸附过程以单分子层的化学吸附为主。

双交联淀粉凝胶的制备及对结晶紫的吸附

实验选取红薯淀粉和高直链玉米淀粉、ECH为交联剂制备淀粉凝胶,再以硼砂、明胶及PEG2000为添加剂与淀粉进行二次交联制备双交联淀粉凝胶。并测试了凝胶的吸水性及对结晶紫(CV)的吸附性能。结果表明,双交联淀粉凝胶制备的最佳反应条件为:淀粉质量分数为10%,ECH与淀粉及碱与淀粉物质的量比分别为2:1和1:1,40℃下反应60 min得淀粉凝胶,再添加2%硼砂得到双交联淀粉凝胶。凝胶的吸水率最高可达330.2%;当CV初始浓度在10~100 mg/L时,凝胶对CV吸附率先增大后减小,50 mg/L时吸附率最高,为93.48%;100 mg/L时吸附量最大,为30.79 mg/g。

羧基化改性海带渣对结晶紫的吸附性能研究

采用丁二酸酐(SA)对海带渣(LJR)进行羧基化修饰。利用红外光谱、扫描电镜、能量色散光谱对LJR和改性海带渣(CLJR)进行表征,对比改性前后LJR对结晶紫(CV)的吸附性能,并确定CLJR的最优吸附条件。结果发现:CLJR在1728 cm^(-1)处出现羧基的特征峰,孔隙结构明显增多,羧基化改性增强了LJR对CV的吸附性能。CLJR的最优吸附条件为初始质量浓度100 mg/L、吸附剂投加量0.8 g/L、初始pH 5~11;升高温度对LJR和CLJR的吸附过程有利。

钴锌铁氧体改性生物炭对水中结晶紫的吸附性能研究

染料在生产和生活中广泛使用,导致环境中染料污染问题频发,尤其是水体,对生态系统和人体健康带来潜在危害。生物炭具有来源广泛且符合“双碳”的要求,被广泛用于环境污染治理。但由于原始生物炭的吸附能力差,且缺乏选择性。因此,对生物炭改性是最常用的方法。为了提高生物炭对染料结晶紫(CV)的吸附效果,研究以橙子皮为原料,通过共沉淀-热解法制备钴锌铁氧体改性的磁性生物炭(Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_(2)O_(4)@BC)。采用X射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、比表面积及孔径分析仪(BET)、Zeta电位仪对改性前后的生物炭进行详细表征。实验结果表明,改性后产生介孔结构,显著增加了材料的比表面积,而且增加了材料的表面正电荷,提高材料的pH适应性,从而促进生物炭对CV的吸附效果。通过批处理实验考察不同实验条件对Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_(2)O_(4)@BC吸附CV的影响,并对吸附动力学和吸附等温线进行拟合,发现Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_(2)O_(4)@BC对CV的吸附性能显著提高,去除率可达到99.64%,相较于单独的BC(41.94%)和Co0.5Zn0.5Fe2O4(26.78%)吸附能力显著增强。一级动力学和Langmuir模型更好地拟合吸附过程和吸附等温线。吸附过程是单层吸附,以物理吸附为主,最大吸附量为227.59 mg/g。Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_(2)O_(4)@BC在pH 5~11都能有效地吸附CV。常见的共存阴阳离子稍微促进Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_(2)O_(4)@BC对CV的吸附。在自来水和长江水中,吸附效果比纯水中好。这说明该材料具有很好的抗干扰能力。经过5次循环后对CV的去除率仍能达到69.75%。研究为CV污染水体的处理提供一种潜在材料,也为生物炭改性对染料废水的吸附提供一种新思路。

纺锤形Ag/TiO_(2)表面增强拉曼光谱基底的制备及其对结晶紫的高效检测

表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman scatting,简称SERS)技术广泛应用于环境中痕量污染物的检测。其灵敏度及稳定性与基底材料的性质密切相关。本文以简单的无模板水热法和随后的原位光沉积路径制备了高稳定的纺锤形Ag/TiO_(2)基底。结果表明,纺锤形Ag/TiO_(2)基底对结晶紫(Crystal violet,简称CV)分子的SERS增强因子(Enhancement factor,简称EF)高达2.43×10^(6),检测限低至1.0×10^(-7) mol/L浓度。这除了TiO_(2)本身对结晶紫的化学增强外,还与金属Ag在光照下的等离激元共振将电子转移到吸附在TiO_(2)表面的分子中密切相关,二者的协同作用使Ag负载后的TiO_(2)基底对结晶紫表现出更高的SERS响应活性。

CMS@NH_2-CAU-10对染料废水中结晶紫的吸附研究

采用溶剂热合成法,将金属盐、含氨基的配体和溶剂在一定条件下合成表面具有NH2-CAU-10的化合物,再将其与羧甲基淀粉(CMS)溶液在一定温度下混合分散,制得CMS@NH2-CAU-10。利用FTIR、XRD对吸附前后的材料进行对比,测定其化学结构、孔结构和稳定性。通过测定不同比例下制备的CMS@NH2-CAU-10对结晶紫的吸附量及吸附率,筛选出了吸附效果最佳的CMS@NH2-CAU-10,分析了离子强度、pH对其吸附作用的影响,通过实验得到了其吸附动力学曲线与吸附热力学曲线。吸附动力学过程符合BoxLucas1模型,吸附等温模型符合Langmuir模型。最终确认以7.5mL的质量浓度为44.47g/L的CMS溶液与NH2-CAU-10合成的CMA@NH2-CAU-10在pH=8、离子强度=0.02的环境下对结晶紫的吸附性能最佳。

碱改性餐厨垃圾生物炭的制备及其对结晶紫染料废水的处理研究

以餐厨垃圾作为原始生物质材料,采用一步热解法和KOH共热解法分别制备了餐厨垃圾生物炭NKB和KOH活化改性餐厨垃圾生物炭MKB,并对比研究了两种材料对结晶紫染料的吸附性能。结果表明,对初始质量浓度为50 mg/L的结晶紫溶液,生物炭投加量为1 g/L、pH为9.0的条件下吸附平衡后,NKB吸附率可达64.22%,MKB吸附率可达95.06%;两种生物炭的吸附过程均符合伪二级动力学模型和Freundlich模型,活化后餐厨生物炭的最大吸附容量为196.08 mg/g,相较于原始生物碳材料吸附容量有显著提升。

超高效液相色谱-串联质谱法测定水产品中孔雀石绿、结晶紫及其代谢物

通过超高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)法对5种水产品中孔雀石绿、结晶紫及其代谢物进行分析。样品前处理经乙腈溶液超声提取,采用中性氧化铝固相萃取柱净化,通过Shim-pack XR-ODS色谱柱分离,流动相系统(含0.1%甲酸的2 mmol/L乙酸铵水溶液-甲醇)梯度洗脱后,在正离子模式下以电喷雾电离多反应模式监测,同位素内标法定量。5种水产品中孔雀石绿、结晶紫及其代谢物在0.5~20.0μg/L范围内,标准曲线相关系数均大于0.998,线性良好,4种目标化合物在1~4μg/kg,加标回收率为78.9%~96.8%,相对标准偏差(RSD)为1.1%~5.2%。

高比表面多孔碳酸钙用于高效吸附结晶紫研究

以石灰石为原料,采用碳化法+模板法制备石灰石基多孔碳酸钙,所得碳酸钙颗粒表面粗糙,呈孔状结构,比表面积高达60.17m^(2)·g^(-1)。该多孔碳酸钙对结晶紫的吸附实验结果显示,多孔碳酸钙对结晶紫的吸附去除率达到93.36%、吸附量816.89mg·g^(-1)。多孔碳酸钙吸附结晶紫前后的红外光谱图表明结晶紫成功被吸附在多孔碳酸钙上。采用等温吸附模型拟合发现,多孔碳酸钙吸附结晶紫过程遵循Langmuir模型,属于非均匀的单分子层吸附。同时,动力学拟合与准二级吸附模型吻合,表明吸附过程以化学吸附为主。

基于多孔聚酰亚胺的结晶紫吸附综合实验设计

本文介绍了一个基于多孔聚酰亚胺的制备及其结晶紫染料吸附的实验,从多孔聚酰亚胺的合成、材料表征以及其染料吸附性能的探索出发,系统的联系起了有机化学、仪器分析和波谱分析的理论知识和相关实验技能。学生通过本实验不仅能够了解多孔材料的制备方法,熟悉材料微观结构与宏观性能的关系,还能锻炼相关分析仪器的操作方法,学习如何获取和分析相关实验数据。设计本实验旨在全方位提升学生的综合实验能力,同时增强他们的环保意识,使其认识到开发高效、环保的吸附材料的重要性。

葵花状玉米芯炭制备及对结晶紫废水的吸附机制研究

为制备出对结晶紫(CV)废水高效去除的可再生吸附剂,以农林废弃物-玉米芯为原料,采用KOH活化法制备出密集的孔隙,相连似“葵花”状的玉米心炭。通过红外光谱、X射线衍射、扫描电镜等手段进行表征并探讨了所制备的玉米芯炭对CV的吸附机理。结果显示:0.5mol/L KOH活化4h制备玉米芯炭(700℃,2h)为石墨炭、孔隙丰富。考察了焙烧温度、pH、盐溶液种类和初始浓度等对CV吸附性能影响。结果表明:0.2g玉米芯炭(700℃,2h)对100mL 200mg/L CV的吸附容量为93.39mg/g。吸附符合准二级动力学过程,化学吸附为决速步。玉米芯炭吸附CV受多种机制共同作用:静电引力、氢键、π-π及填隙效应。

磁微碳球的制备及其对结晶紫染料的吸附研究

通过水热法制备磁核,酚醛树脂提供碳源,引入硅源作为硬模板,制备得到磁性复合碳球;采用扫描电子显微镜、比表面积及孔隙度分析仪和振动样品磁强计对材料性能进行表征。将所得磁微碳球用于对水溶液中结晶紫染料进行吸附,考察了吸附时间、温度、染料初始浓度对吸附过程的影响,并通过吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学对吸附过程机理进行研究分析。结果表明:该材料粒径介于1.5~2μm;具备较为优异的比表面积(526m2/g)和孔容(0.832cm3/g);具有超顺磁性,在外加磁场的作用下可以实现与染料废水的快速分离;吸附动力学符合拟二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型,为单分子层吸附;热力学分析表明,该吸附为自发的吸热过程。磁微碳球作为吸附剂可有效地去除染料废水中的结晶紫,解决了吸附剂回收困难的问题,为染料废水治理提供了新的技术方法。

小麦秸秆羧甲基纤维素对结晶紫染料废水的吸附研究

以农业废弃物小麦秸秆为原料制备小麦秸秆纤维素吸附剂,研究其对结晶紫染料的吸附性能。结果表明:小麦秸秆纤维素吸附剂吸附结晶紫的平衡时间为60 min,弱碱性条件下有利于吸附,吸附剂最佳投加量为0.1 g;在最佳吸附条件下,对100 g·L^(-1)结晶紫的脱色率达到98.5%,温度对结晶紫吸附的影响不明显。本文致力研究的生物质吸附剂具有高效水体污染物处理能力,可为生物质秸秆资源化利用提供借鉴。

深海芽孢杆菌Bacillus sp. LM-24对结晶紫的吸附研究

利用深海微生物中筛选出的对结晶紫具有优势吸附能力的菌株Bacillus sp. LM-24从废水中分离结晶紫。采用单因素实验优化其反应条件,选用无机载体硅胶和有机载体树脂对其进行固定,分析无机盐对吸附作用的影响及其吸附动力学与吸附等温线。结果表明游离菌株在最适吸附剂浓度1.216 g/L、pH=9.0、温度30℃时,反应10 min对30 mg/L结晶紫去除率可达86%;在不同pH和浓度时,固定化微生物吸附作用较游离微生物更加稳定。动力学测定显示3种吸附剂均存在物理和化学吸附,等温线测定显示游离菌株和硅胶固定化菌株与Langmuir模型拟合度更高,而大孔树脂固定化菌株与Freundlich拟合度更高。Bacillus sp. LM-24对结晶紫具有快速且高效的吸附作用,且固定化技术能有效提高其对外界环境的稳定性,可作为结晶紫染料脱色的潜力开发菌株。

树枝纤维介孔二氧化硅的功能化及其对结晶紫染料的吸附性能

以正硅酸乙酯为硅源,十六烷基溴化铵为表面活性剂,去离子水为溶剂,尿素为碱性催化剂,在水热条件下制备了树枝纤维介孔二氧化硅(KCC-1)微球,并以三氨基丙基三甲氧基硅烷为改性剂对其进行改性,制备NH2-KCC-1。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对KCC-1与NH2-KCC-1进行表征,并考察KCC-1和NH2-KCC-1对结晶紫染料的吸附性能,研究了时间、pH、染料初始质量浓度等条件对染料吸附的影响。结果表明,KCC-1对结晶紫的吸附量仅为40.35 mg/g,而氨基改性后的吸附量为243.82 mg/g,且吸附动力学过程符合拟二级动力学模型,等温吸附过程符合Langmuir模型。

柠檬酸交联环糊精金属有机框架材料的制备及对结晶紫的吸附

环糊精金属有机框架材料(CD-MOFs)是一种绿色环保的新型金属有机框架材料,但由于其水稳定性差,在实际应用中受到了限制。通过交联CD-MOFs和柠檬酸(CA)来提高环糊精基MOFs的水溶液稳定性。研究制备了CA改性的CA-γ-CD-MOF复合材料,并作为吸附剂从水溶液中去除阳离子染料结晶紫。在15mg CA-γ-CD-MOF用量、20℃、pH 6和60mg/L初始结晶紫浓度下,CA-γ-CD-MOF对结晶紫的平衡吸附能力为79.86mg/g,相应的清除率达到99.83%。此外,CA-γ-CD-MOF在经过3次吸附解吸循环,吸附率仍达第一次的98%以上,表现出良好的再生能力。动力学和吸附等温线研究表明,吸附遵循拟二阶动力学,CA-γ-CD-MOF吸附结晶紫是一种自发的单层吸热过程。因此,CA-γ-CD-MOF是一种高效、绿色、可循环利用的吸附剂。

紫苏饼粕蛋白作为起泡剂和捕收剂泡沫浮选去除结晶紫

开发高效、可持续的分离技术是新形势下染料废水处理的重要课题。针对化学表面活性剂易造成二次污染和生物表面活性剂成本较高的问题,从农业副产品—紫苏饼粕中提取蛋白质作为起泡剂和捕收剂,相应开发了一种绿色、高效的泡沫浮选技术来处理结晶紫(CV)废水。首先研究了紫苏饼粕蛋白(PSMP)对浮选CV过程中的稳泡和捕收性能,其次构筑了一种新型“简谐波形”的浮选塔构件(SHMI)。研究结果表明在PSMP质量浓度为200 mg·L^(-1)、p H为10.0、添加SHMI和表观气速200 mL·min^(-1)的条件下,CV去除率和富集比分别高达(94.3±0.5)%和28.5±1.1。该技术为处理染料废水提供了一个新方法。

沃柑皮基活性炭的制备及其对结晶紫的吸附研究

以废弃沃柑果皮为原料,通过高温分解法制备出具有多孔性特点的沃柑皮基活性炭材料,同时还优化制备工艺,研究其对结晶紫染料的吸附性能,并通过吸附等温线模型和动力学模型探讨该活性炭对结晶紫染料的吸附机理。结果表明,沃柑皮基活性炭最佳制备工艺参数为:炭化温度700℃,炭化时间2 h,此最优条件下制备的活性炭的比表面积约为526 m^(2)/g。而沃柑皮基活性炭吸附结晶紫染料最佳吸附条件为:沃柑皮基活性炭0.1500 g、质量浓度为400 mg·L^(-1)的结晶紫溶液100 mL、吸附时间为8 h、吸附温度为40℃,此时去除率达91.17%,吸附量达243.11 mg·g^(-1)。且通过吸附等温模型和动力学模型分析得知,该活性炭对结晶紫溶液的吸附过程属于单分子层吸附,而吸附动力学比较符合准二级动力学模型,说明吸附过程主要以化学吸附为主。

Ag负载TiO_(2)核壳基底的制备及对结晶紫的高效拉曼散射(SERS)检测

通过简单的一步水热法制备了TiO_(2)核壳微球,然后经过原位光还原将Ag负载于其表面,成功得到了用于有机分子检测的Ag负载TiO_(2)核壳表面增强拉曼散射(SERS)基底。由于TiO_(2)核壳微球的结构,其对结晶紫(CV)分子表现出高的吸附容量。单一TiO_(2)核壳微球对CV的检出限为10^(-3)mol/L,而负载Ag以后,其对CV的检测限能达到10^(-7)mol/L,增强因子(EF)可达3.49×10^(5)。优异的SERS检测性能可能由于:1)半导体TiO_(2)为Ag纳米粒子提供了均匀分散的骨架,创造了高密度的热点;2)为CV分子提供了大的吸附面积;3)复合材料促进了激发光子的相互作用。