聚苯胺磁性壳聚糖膨润土对Cr(Ⅵ)离子的吸附性能研究

以Fe_(3)O_(4)、壳聚糖、苯胺和改性膨润土为原料,采用化学氧化聚合法制备聚苯胺磁性壳聚糖膨润土复合材料,利用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射及扫描电子显微镜对其结构进行表征,研究了初始浓度、吸附时间、pH值对Cr(Ⅵ)离子吸附性能的影响,探讨了吸附动力学与吸附等温模型。结果表明,聚苯胺磁性壳聚糖膨润土上的改性膨润土分散良好;聚苯胺磁性壳聚糖膨润土的表面结构较均一、规整和连续,有利于对Cr(Ⅵ)离子的吸附。在聚苯胺磁性壳聚糖膨润土吸附剂用量0.05 g、Cr(Ⅵ)离子的初始浓度350 mg/L、吸附时间100 min及pH为6的条件下,对Cr(Ⅵ)离子的吸附量最高可达217.33 mg/g。聚苯胺磁性壳聚糖膨润土对Cr(Ⅵ)离子的吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附方程。

新型磁性聚苯胺复合材料的热分解机理研究

采用热重–差热联用分析(TG-DTA)技术和热重红外(TG-FTIR)联用系统研究了新型磁性聚苯胺壳聚糖材料在氮气气氛中的热分解过程和非等温热分解机理及动力学。TG-DTA分析表明复合材料在190℃~460℃之间发生热分解反应,且分为两个阶段,第一阶段为190℃~380℃,第二阶段为400℃~460℃。运用MKN法、Coats-Redfern法和唐万军法对复合材料的非等温动力学数据进行分析,得出了热分解反应的机理函数、动力学参数、以及两步分解反应的活化能E和lnA。第一步分解的活化能为E = 113.9281 kJ∙mol−1,指前因子为lnA = 20.705,动力学表达式为lnA = 4.95373E + 7.43443;第二步分解活化能为E = 184.578 kJ∙mol−1,指前因子为lnA = 33.95,动力学表达式为lnA = 5.09915E + 5.61035。The thermal decomposition process and non-isothermal decomposition kinetic of Magnetic polyaniline chitosan were studied by the Differential Thermal Analysis (DTA), Thermogravimetric Analysis (TG) and TG-FTIR. It was demonstrated that the thermal decomposition temperature of magnetic polyaniline chitosan was in the range of 190˚C~460˚C, which was divided into two stages. The first stage was 190˚C~380˚C, and the second stage was 400˚C~460˚C. The mechanism function and kinetic parameters of non-isothermal decomposition of the two steps were discussed, and the E and lnA of the process were obtained from the analysis of TG-DTA curves by MNK, Coats-Redfern and Tang Wanjun methods. The first step activation energy was E = 113.9281 kJ∙mol−1, the pre-exponential factor was lnA = 20.705, and the kinetic expression was lnA = 4.95373E + 7.43443. The second step of the activation energy was E = 184.578 kJ∙mol−1, the pre-exponential factor was lnA = 33.95, and the kinetic expression was lnA = 5.09915E + 5.61035.

磁性壳聚糖/聚苯胺甲基橙吸附性能的研究

采用化学氧化聚合法制备磁性壳聚糖/聚苯胺染料吸附剂,研究了pH值、吸附时间和甲基橙染料初始质量浓度对磁性壳聚糖/聚苯胺吸附剂甲基橙染料吸附性能的影响,对磁性壳聚糖/聚苯胺吸附剂甲基橙吸附过程进行热力学等温线和动力学研究,并对磁性壳聚糖/聚苯胺的磁滞性能进行了研究。结果表明,磁性壳聚糖/聚苯胺的饱和磁化强度达16.7 emu/g,显示其具有较好的磁响应性能和磁分离性能,90 min甲基橙的吸附趋于平衡,随着甲基橙初始质量浓度的增加,甲基橙的吸附容量呈现不断增大但增幅趋缓的趋势。随着pH值的增加,甲基橙染料的吸附容量呈现不断降低的趋势。磁性壳聚糖/聚苯胺甲基橙吸附等温线遵循Freundlich方程,甲基橙吸附动力学满足准二级动力学方程。

聚苯胺磁性壳聚糖对Cr(Ⅵ)离子吸附性能研究

以Fe_(3)O_(4)、壳聚糖和苯胺为原料,采用化学氧化聚合法制备聚苯胺磁性壳聚糖复合材料,通过傅里叶变换红外光谱和X射线衍射对其进行表征,考察了Cr(Ⅵ)离子初始质量浓度、吸附时间和pH值对水中重金属Cr(Ⅵ)离子吸附性能的影响,探讨了聚苯胺磁性壳聚糖对Cr(Ⅵ)离子的吸附动力学。结果表明:Fe_(3)O_(4)促进了聚苯胺壳聚糖的分散,提高了聚苯胺壳聚糖的吸附能力;在聚苯胺磁性壳聚糖吸附剂用量0.05 g、Cr(Ⅵ)离子的初始质量浓度350 mg/L、吸附时间100 min及pH值为6的条件下,Cr(Ⅵ)离子的吸附量最高,达到181.75 mg/g,吸附过程符合准二级动力学方程。

磁性壳聚糖/膨润土复合吸附剂吸附Cu^(2+)

以膨润土、壳聚糖、Fe_3O_4为原料,制备了在外加磁场作用下能实现快速固液分离的磁性壳聚糖/膨润土复合吸附剂。利用SEM、XRD、VSM、FTIR等分析手段对复合吸附剂的形貌及微观结构进行了表征。通过静态吸附实验研究了复合吸附剂对Cu^(2+)的吸附性能,探讨了溶液初始p H值、吸附剂投加量、吸附时间和吸附温度等对Cu^(2+)吸附效果的影响。结果表明,壳聚糖和Fe_3O_4均已负载到膨润土上。复合吸附剂吸附Cu^(2+)的效果随溶液p H值和吸附剂投加量的增加而增加,并最终趋于稳定;当吸附剂投加量为7.2 g/L、p H值为6、Cu^(2+)初始浓度为30 mg/L时,Cu^(2+)的去除率可达98.5%。吸附动力学和吸附等温线数据分别较好地符合准二级动力学模型和Langmiur吸附等温模型。热力学参数表明,吸附是自发、吸热的过程。