缺陷型巯基功能化MOF的制备及其重金属离子吸附性能

水中的重金属离子对人体伤害巨大,特别是Pb(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)离子,因此需要去除Pb(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)离子。通过调节合成过程中浓盐酸的用量,合成了具有不同缺陷程度的巯基功能化锆基金属有机框架(zirconium-based metal-organic frameworks, Zr-MOF)材料,简称UiO-66-(SH)_2,并将其用于液相中Pb(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)离子的吸附去除。通过UiO-66-(SH)_2对Pb(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)离子的吸附实验,发现随着制备过程中盐酸用量的增大,MOF的缺陷程度升高,其对Pb(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)离子的吸附能力也有所增强。缺陷型UiO-66-(SH)_2对较低质量浓度的Pb(Ⅱ)(50 mg/L)和Hg(Ⅱ)(70 mg/L)离子的最大吸附量分别可达45和259 mg/g,且对这2种重金属离子具有较好的吸附选择性。经过3次循环吸附后,缺陷型UiO-66-(SH)_2对Pb(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)离子的吸附能力没有明显下降,表明该材料在水中重金属离子去除应用上具有一定的潜力。

聚倍半硅氧烷基重金属离子吸附剂的设计合成及性能研究

以八乙烯基聚倍半硅氧烷(POSS-Vi8)、2-巯基-1,3,4-噻二唑(MTD)和2-巯基-5-甲基-1,3,4-噻二唑(MMTD)为原料,采用巯-烯点击化学反应制备了两种重金属吸附剂。通过扫描电镜、热重分析研究了POSS-噻二唑材料结构与性能,初步探究其吸附常见重金属离子的应用机理。为探寻POSS-噻二唑材料对Cu2+的吸附过程及其机理,通过Langmuir等温吸附模型对该吸附过程参数进行拟合。结果表明,该吸附过程主要为化学吸附且为单分子层吸附,该类吸附材料对Cu2+在常见污水酸性条件下仍体现出较好的吸附性能,具有热稳定性好、吸附速度快和吸附性能较稳定等特点。 。

一种重金属螯合吸附剂的制备及其对镍离子和六价铬的吸附性能

[目的]研究以二硫化碳、二乙烯三胺、环氧氯丙烷等为原料制备的重金属螯合吸附剂(HDTC)对废水中Ni^(2+)、Cr(VI)离子的吸附效果。[方法]通过比表面分析仪(BET)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)及扫描电镜(SEM)对制备的HDTC样品进行结构表征和分析。探究了HDTC对Ni^(2+)和Cr(VI)的吸附动力学、热力学行为及循环利用性能,并考察了初始p H对其吸附效果的影响。[结果]在初始p H为5~6、温度25℃的条件下,HDTC对Ni……(2+)、Cr(VI)的饱和吸附量分别达到220.2 mg/g和225.7 mg/g,吸附过程均符合二级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温模型。[结论]HDTC对非络合态的重金属离子具有较好的吸附效果。

羧基化吸附材料的制备及其对重金属离子的吸附

以玉米芯为原料,利用原子转移自由基聚合(atomic transfer radical polymerization,ATRP)技术在其表面引发丙烯酸甲酯发生聚合反应,再利用NaOH将嫁接在玉米芯表面的聚丙烯酸甲酯水解成聚丙烯酸钠,得到羧基化玉米芯吸附材料(C-C-A)。通过单因素试验和正交试验优化得到C-C-A最佳制备条件,同时采用FTIR、SEM-EDS和XPS对C-C-A进行表征,结果表明其表面凹凸不平,存在大量羧基。C-C-A对Pb^(2+)、Cd^(2+)、Cu^(2+)和Ni^(2+)的去除率均可达到98%以上,说明其可以有效去除重金属离子。C-C-A吸附重金属离子的过程既符合Pseudo-second-order动力学模型,又符合Langmuir等温线模型,属于单分子层化学吸附,且吸附较快。

水体重金属离子吸附材料的研究进展

重金属污染对水生态环境造成了严重影响并对人类健康产生巨大伤害。吸附法因其环保、便捷、低成本等优势备受关注。综述了近年来水体重金属离子污染物吸附材料的研究进展,主要围绕碳基吸附材料(活性炭、纳米管、石墨烯)、合成/天然聚合物(纤维素、壳聚糖、海藻酸盐)及其与无机物的复合吸附材料以及金属有机骨架(MOFs)吸附材料等的种类及特征、吸附原理、吸附效果以及改性方法等方面,以期为水体重金属污染的低成本和高效治理提供理论依据。

EDTA-LDH/zeolite制备及其对重金属离子的吸附

用水热法和焙烧还原法两步合成了乙二胺四乙酸-水滑石/沸石(EDTA-LDH/zeolite)复合材料,并将其用于去除水溶液中的Cd^(2+)、Pb^(2+)、Cu^(2+),系统研究不同条件下EDTA-LDH/zeolite对单一及混合重金属离子溶液中Cd^(2+)、Pb^(2+)、Cu^(2+)的吸附效果与吸附机制。结果表明,当EDTA-LDH/zeolite投加量为0.05 g、重金属离子浓度为1500 mg/L、pH值为6.5、吸附时间为24 h时,EDTA-LDH/zeolite吸附性能最佳。重金属离子间存在竞争吸附,EDTA-LDH/zeolite对Cd^(2+)、Pb^(2+)、Cu^(2+)的最大吸附容量分别为65.33、98.35和108.51 mg/g。去除过程中沉淀作用、表面络合、螯合反应等多种机制协同作用,去除行为均符合Langmuir等温模型与拟二阶动力学模型。

交联壳聚糖对重金属离子的吸附性能研究

以海蟹壳为原料制备的壳聚糖（CTS）在碱性条件下，经环氧氯丙烷交联制得水不溶性的交联壳聚糖，采用静态法研究交联壳聚糖对Cu2＋、Cr3＋、Cd2＋、Ni2＋、Ph2＋、Zn2＋、Hg2＋等几种重金属离子的吸附性能及pH值对吸附性能的影响，探讨了它们的作用机理。实验结果表明，这种交联壳聚糖在酸性水溶液中不溶胀，在pH为7～8时，对上述重金属离子有很好的吸附效果。

PES/改性UiO⁃66复合膜的制备及其重金属离子分离性能研究

制备了锆1,4⁃羧基苯(UiO⁃66)系列金属有机骨架(MOF)材料,对比了不同MOF材料对重金属离子的吸附性能,并制备了聚醚砜/聚醚酰亚胺/改性MOF(PES/PEI/MOF)复合膜,对比了MOF添加量对膜重金属离子吸附和渗透性能的影响。结果表明,在UiO⁃66系列MOF材料中,UiO⁃66⁃NH2对重金属离子的吸附性能最好;在其负载量为15%(质量分数,下同)时,复合膜对重金属离子的截留性能最好。

天然沸石对模拟尾矿渗滤液中重金属离子的静、动态吸附研究

沸石具有良好的吸附性能和离子交换特性,对去除水中的重金属离子具有廉价、高效的优点。利用天然沸石矿物作为吸附材料,探讨了在不同条件下对干扰分选过程的多种重金属离子的去除效果和去除机制,研究了其在静、动态条件下去除模拟尾矿渗滤液中重金属离子的性能和机理。单一重金属离子静态吸附实验结果表明,沸石对Pb^(2+)、Cu^(2+)、Mn^(2+)、Zn^(2+)均有较好的去除效果,对4种重金属离子的吸附能力大小为Pb^(2+)> Cu^(2+)> Zn^(2+)> Mn^(2+)。混合离子静态吸附实验结果表明,在任意初始质量浓度下,Pb^(2+)在沸石上的吸附量均远大于Cu^(2+)、Zn^(2+)和Mn^(2+)。4种离子的吸附过程均符合Langmuir等温模型,属于单分子层吸附,准二级动力学模型能较好地描述沸石吸附4种重金属离子的过程,沸石在离子交换、表面静电和断键络合的共同作用下去除重金属离子,由于存在竞争吸附,沸石对相同价态不同阳离子的吸附能力存在较大差异,这主要受不同阳离子的水合半径的影响。动态条件下沸石对Cu^(2+)、Mn^(2+)、Pb^(2+)、Zn^(2+)的去除分别在102 h、64 h、900 h和78 h达到平衡,沸石的有效工作时间较长,可作为渗透反应格栅(PRB)的介质材料用于多金属矿尾矿渗滤液污染地下水的原位修复,具有良好的社会和经济效益。

新型合成聚合物重金属离子吸附剂及其吸附性能

阐述了新型聚合物重金属离子吸附剂的合成与改性及其对水溶液中Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)等重金属离子的吸附性能。这些聚合物重金属离子吸附剂对低浓度的重金属离子表现出了较好的吸附能力,其中聚合物吸附剂PGHyFeO-COOH对mg/L级的Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)的最大吸附量分别为211.4mg/g、155.0mg/g、147.2mg/g。这些吸附剂的吸附速度也较快,平衡吸附时间一般在60min左右,有的甚至只有几分钟。新型聚合物重金属离子吸附剂在水处理工业中具有广阔的应用前景。

杉木树皮吸附重金属离子性能和动力学研究

通过间歇吸附的方法研究了杉木树皮粉对水溶液中Cu2＋、Cd2＋和Pb2＋重金属离子的吸附性能,研究了树皮粉粒径大小、重金属离子水溶液的pH值、吸附时间和溶液的初始浓度对杉木树皮吸附重金属离子吸附量的影响,并对吸附过程的等温吸附方程和吸附动力学模型进行了模拟拟合.结果表明：杉木树皮粉可以有效地吸附水溶液中的重金属离子,树皮粒径大小以250～830 μm为宜,吸附适宜的水溶液pH值为5,吸附时间为30 min,此时0.6g树皮粉对100 mL初始质量浓度为150 mg/L的重金属离子溶液Cu2＋、Cd2＋和Pb2＋的吸附量分别为6.83、13.56和23.17 mg/g.45℃下等温吸附过程符合Freundlich和Langmuir等温吸附模型,但Langmuir等温吸附模型拟合相关性更高;吸附动力学符合Lagergren准二级动力学模型,拟合相关性R2大于0.997.说明杉木树皮粉可作为水溶液中重金属离子的有效吸附剂,其吸附主要为单分子层的化学吸附.

MgCl_2改性柑橘皮对水溶液中重金属离子的吸附性能

以柑橘皮(OP)为原料,通过MgCl2进行改性制备新型柑橘皮生物吸附剂MgOP。考察溶液pH值、温度、固液比、吸附时间和金属离子浓度对MgOP从单组分溶液中吸附Cu2+、Cd2+、Pb2+、Zn2+和Ni2+的吸附性能的影响。结果表明,pH值和固液比对吸附率的影响较明显;温度对吸附率的影响较小;所有吸附过程可在20 min内达到吸附平衡,对5种金属离子的吸附动力学均符合准二级动力学方程;与原始柑橘皮相比,MgOP对5种金属离子的最大吸附量显著提高;MgOP可重复使用10次以上;共存金属离子对吸附率影响很小。

巯基改性玉米秸秆粉对水体重金属离子的吸附性能初探

【目的】探讨巯基改性玉米秸秆粉对水体重金属离子的吸附性能,为农业秸秆的资源化利用及污水治理提供理论依据。【方法】以化学改性的方法,制备出吸附剂巯基改性玉米秸秆粉,并以未改性的玉米秸秆粉为对照,通过批试验探讨巯基改性玉米秸秆粉对水溶液中重金属离子(Zn2+、Cd2+、Cu2+、Ni 2+、Pb2+和Hg2+)的吸附性能。【结果】改性玉米秸秆中含有9.8g/kg的巯基。未改性玉米秸秆粉对水体重金属离子的吸附率不足5%,而经巯基改性后可达97%以上。巯基改性玉米秸秆粉在pH 5～7时对Hg2+的吸附量达到稳定,对水体中除Pb2+以外的其余重金属离子吸附能力达到最大时的pH为6～9。随着重金属离子质量浓度的增加,巯基改性玉米秸秆粉吸附量呈先迅速增加后趋于稳定的变化趋势,该吸附过程可用Langmuir模型描述,吸附机理可能为络合作用主导的吸附过程。【结论】巯基改性玉米秸秆粉是对水体重金属离子具有较好吸附能力的潜在吸附剂。

接枝羧基壳聚糖的合成及其对重金属离子的吸附性能

以壳聚糖（ＣＴＳ）为基体，经环氧氯丙烷交联，制备了水不溶性交联壳聚糖（ＣＣＴＳ），然后以Ｆｅ２＋－Ｈ２Ｏ２为引发剂，将丙烯腈单体接枝到ＣＣＴＳ分子骨架上，经皂化制得了水不溶性接枝羧基壳聚糖聚合物（ＣＴＣＡ）．经元素分析、ＦＴ－ＩＲ分析和Ｘ－粉末衍射分析表征了结构．ＣＴＣＡ含Ｎ量低于ＣＴＳ和ＣＣＴＳ，在交联、接枝和共聚过程中未破坏ＣＴＳ和ＣＣＴＳ中的吡喃苷六元环结构，其结构与预期吻合．研究了它对Ｃｕ２＋、Ｃｒ３＋、Ｃｄ２＋和Ｐｂ２＋的吸附性能，实验结果说明，ＣＴＣＡ对Ｐｂ２＋和Ｃｄ２＋具有较大的吸附容量，对Ｃｄ２＋的吸附速率大于Ｃｕ２＋，吸附容量受ｐＨ影响较大．探讨了其吸附作用机理．

球形壳聚糖树脂对含重金属离子废水的吸附性能研究

系统研究了球形交联壳聚糖树脂及分子印迹壳聚糖树脂对去除水体中重金属离子的吸附特性。研究结果表明 :壳聚糖树脂交联后 ,在酸中稳定性增强 ,可重复使用达 10次 ,吸附容量没有明显降低 ;分子印迹壳聚糖树脂对Ni2 + 、Zn2 + 、Cu2 + 等特定金属离子的吸附容量比非分子印迹壳聚糖树脂提高了 1倍左右 ;同时球形交联壳聚糖树脂与商用吸附树脂相比 ,两者对Ni2 +

硫酸镁和硫酸铵浸矿对离子吸附型稀土与重金属的释放与影响机理

传统的硫酸铵与新型的硫酸镁是目前离子吸附型稀土矿原位浸矿主要的浸矿剂,除了关注稀土的浸取效率,稀土浸取过程中是否会引起伴生重金属的释出而对地下水环境造成影响是值得关注的问题。为此,以江西龙南稀土矿为研究对象,对比研究硫酸镁和硫酸铵浸矿剂条件下,pH、固液比及浸矿剂浓度对稀土及Pb、Mn、Cd等金属离子释放与变化的影响。结果表明:稀土浸出率和重金属受pH影响较大,其次是固液比和浸矿剂浓度。pH对浸出液中金属释放影响程度从大到小为:Pb>Mn>Cd。根据微观表征,浸出前后稀土矿中的主要矿物相组成未发生明显变化,高岭石、钾长石等矿相表面的Mn、Fe等重金属通过离子交换作用进入浸出液。整体上,硫酸铵较硫酸镁对RE 3+的释放迁移影响更显著,可能加剧重金属离子的释放,造成地下水中重金属的超标。

石墨烯及其复合材料对水中重金属离子的吸附性能研究

石墨烯作为一种新型的碳纳米材料,具有独特的物理化学性质如高的机械强度、良好的稳定性、超大的比表面积及极强的表面化学活性等,使得石墨烯成为一种得天独厚的吸附材料。综述了石墨烯及其复合材料的制备方法,并对其在去除水中重金属离子的研究进展与吸附机理方面进行了综述,最后对石墨烯及其复合材料的后续研究方向进行了展望。

聚苯胺及其复合物对重金属离子的高效吸附性能

基于国外最新文献,系统总结了近年来聚苯胺及其复合物的制备方法及其重金属离子吸附性能,重点分析了吸附性能特征,指出聚苯胺及其复合物具有吸附下限浓度低、达到吸附平衡快以及解吸附性能优异等特点。填充有聚苯胺颗粒的吸附柱在动态处理初始浓度为83 ng/L的汞离子溶液时,经一次吸附与解吸循环操作后,汞离子的富集倍数可达120倍。应用于冷原子吸收光谱的待测样品的浓缩与富集,可以将汞的测试下限拓展到0.05 ng/L。聚苯胺及其复合物在痕量重金属离子的高效富集与灵敏探测等方面展示了广阔的应用前景。

壳聚糖对重金属离子的吸附性能

研究壳聚糖对Cu2+、Ni2+、Co2+的吸附性,分别讨论了吸附时间和用量对重金属离子去除率的影响.结果表明:当壳聚糖的用量为1.5 g时,对50 m L的25 g/L的重金属溶液的去除率达到最大值,且前10 min内去除率呈线性增加,吸附20 min后趋于平衡.壳聚糖吸附Cu2+、Ni2+、Co2+的去除率分别为73.99%、69.38%和65.51%,远远大于沸石、活性炭、硅藻土对Cu2+、Ni2+、Co2+的去除率,且无选择性.运用吸附动力学进行论证,证明壳聚糖对Cu2+、Ni2+、Co2+的吸附相对于沸石、活性炭、硅藻土存在巨大的优势.

聚丙烯酸盐-丙烯酰胺水凝胶的制备及对重金属离子吸附性能的研究

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为单体,K_2S_2O_8为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用水溶液聚合法合成P(AA-AM)水凝胶,通过正交实验优化了P(AA-AM)水凝胶的制备工艺。对制备的P(AA-AM)水凝胶进行了SEM和XPS分析,探讨了P(AA-AM)水凝胶对Cu^(2+)、Pb^(2+)、Zn^(2+)和Cd^(2+)的吸附等温线和吸附动力学行为,研究了P(AA-AM)水凝胶的粒径、吸附温度、p H值和重金属离子的初始浓度对P(AA-AM)水凝胶吸附性能的影响。实验结果表明,所制备的P(AA-AM)水凝胶是一种具有三维网络结构的高分子材料,其表面的氨基和羧基残基能够与重金属离子发生螯合反应。减小P(AA-AM)水凝胶粒径、增大溶液pH值、升高吸附环境温度均有利于吸附反应的进行。粒径为0.097~0.15 mm的P(AA-AM)水凝胶粉末,在35℃、p H=5的条件下进行吸附等温线实验,得到水凝胶对重金属Cu^(2+),Pb^(2+),Zn^(2+)和Cd^(2+)的理论最大吸附量分别为186,588,208和403 mg/g。P(AA-AM)水凝胶对重金属离子的吸附符合准二级动力学模型(R^2>0.98),吸附等温线符合Langmuir吸附等温线(R^2>0.95)。干扰离子实验和理论模拟均证明P(AAAM)水凝胶对Pb^(2+)具有良好的吸附性。