柠檬酸改性粉煤灰脱除水体中阴阳离子染料的试验研究

以柠檬酸为浸溶剂对粉煤灰进行水热改性,利用改性后粉煤灰分别吸附处理亚甲基蓝、甲基红、溴酚蓝和溴甲酚绿四种阴、阳离子染料水体,研究改性酸浓度、温度、时间和染料pH值对吸附效率的影响,并利用因子分析法计算权重配比,扫描电镜(SEM)进行改性表征。研究发现,经柠檬酸改性后粉煤灰颗粒分散度明显增加,孔容孔道结构扩张显著;脱除效率最佳的改性、吸附条件组合为柠檬酸浓度0.6 mol/L、反应温度90℃、时间6 h、染料初始pH为4,四种染料脱除率分别达55.74%、94.54%、97.86%和96.04%,尤其对阴离子染料吸附强于阳离子;影响因子权重分配结果显示,柠檬酸浓度对改性粉煤灰吸附效率起主导作用,权重均超过78%,改性时间和染料初始pH属于弱势影响因子。

4-十二烷基苯胺改性SiO_2多孔吸附剂的合成及用于阴阳离子染料的去除研究

在温和的条件下合成了一种多孔吸附剂——4-十二烷基苯胺改性SiO2,用于各种染料的去除。将合成的吸附剂装入固相萃取柱中用于阴、阳离子染料的去除,以罗丹明B和甲基蓝作为模型,考察了材料的吸附特性。通过一种简单的萃取装置,pH=2-4下,对各种染料能够实现有效去除。结果表明这种吸附适配于Langmuir模型,罗丹明B和甲基蓝的最大吸附量分别达到3.53和3.83mg/g,吸附材料具有良好的重用性,可以作为低代价的吸附剂用于阴、阳离子染料的有效去除。

阴阳离子菁染料J-聚集体的荧光光谱研究

采用荧光光谱技术,研究了两种阴阳离子菁染料及对应的阴离子和阳离子菁染料在溴碘化银立方体颗粒上形成的J-聚集体的荧光光谱特性,并与其在溴碘化银立方体上的光谱增感率进行了实验对比。结果表明:阴阳离子菁染料的荧光光谱峰值明显低于阴离子、阳离子菁染料,说明其吸收光子后,大部分电子转移到溴碘化银表面。因此具有较高的光谱增感效率。

阴阳离子菁染料在溴碘化银乳剂颗粒上J-聚体反射光谱

本文对两种阴阳离子菁染料在碘溴化银立方体颗粒表面的聚集行为进行了研究。用紫外-可见分光光度计测定了菁染料J-聚集的反射光谱曲线。与对应的阴离子、阳离子菁染料各自在碘溴化银立方体颗粒表面的聚集进行了实验对比。结果表明:阴阳离子菁染料吸附在碘溴化银立方体颗料表面形成的J-聚集态的反射光谱具有单个阴离子、阳离子菁染料形成J-聚体反射光谱的峰值波长。表明阴阳离子菁染料具有两个感色区域,既有阴离子菁染料的感色区又有阳离子菁染料的感色区。

阴阳离子菁染料超快荧光动力学特性研究

采用飞秒荧光上转换技术,研究了阴阳离子菁染料及对应的阴离子和阳离子菁染料吸附在立方型和T型溴碘化银表面上形成J-聚集体的荧光衰减时间分辨特性,分析了几种菁染料增感体系的超快电子转移动力学过程及其对增感效率的影响.通过比较几种菁染料增感体系的荧光衰减特性,两种阴阳离子染料要明显快于阴离子染料、阳离子染料及二者的加合,说明阴阳离子染料聚集体到溴碘化银的电子注入速率较快,增感效果更好.对两种阴阳离子染料聚集体荧光衰减特性的比较,可以看出染料在T型颗粒溴碘化银上形成聚集体的荧光寿命更短,因而对T型颗粒的增感效果更好.染料Dye2的荧光衰减要快于染料Dye1,说明染料Dye2到溴碘化银的电子注入速率更快,增感效率更高.

两性纤维素多孔凝胶球的制备及其动态吸附性能

用于废水处理的多孔凝胶球存在制备工艺繁琐,吸附种类单一,吸附效率低等不足;为提高多孔凝胶球的性能,采用滴入相分离、酯化反应引入羧基及希夫碱反应引入氨基的化学改性方法,制备得到兼具高孔隙率、高力学性能和羧基/氨基活性基团的两性纤维素多孔凝胶球(ACM),并构建动态吸附柱装置以探究不同条件下ACM对染料的动态吸附性能。结果表明:通过降低染料初始质量浓度,增加填料高度和减慢进液流速的方式可有效提高吸附柱的动态吸附效率;0.8 g的ACM可处理7.5 L含染料的废水;对ACM的动态吸附过程进行动态模型拟合,其与Thomas和Yoon-Nelson模型的拟合程度高,表明吸附是均匀表面的单分子层吸附,动态吸附过程中存在2个或多个速率控制步骤,内部扩散和外部扩散均不是吸附过程中的限速步骤。基于ACM优异的分级孔结构、丰富的活性位点和低传质阻力等优势,认为ACM展现出良好的动态吸附性能,在印染废水处理方面有较大应用潜力。

虾壳粉对水溶液中阴、阳离子型染料的吸附

采用废弃虾壳制备吸附剂处理含刚果红或亚甲基蓝的溶液。考察了温度、吸附时间、初始浓度、吸附剂投加量和初始溶液pH对吸附效果的影响并构建了去除率预测模型,并对吸附等温线、吸附动力学和吸附热力学进行系统研究。结果表明:虾壳粉对刚果红和亚甲基蓝的吸附分别在24 h和4 h时达到平衡,平衡吸附量随吸附时间、初始浓度及吸附剂投加量的增加而增大;刚果红平衡吸附量随pH升高而增大,亚甲基蓝平衡吸附量几乎不随pH变化。在15℃下,吸附剂投加量为1 g·L^(-1),刚果红吸附的最优条件为接触时间24 h、pH=4,在该条件下,虾壳粉对刚果红的饱和吸附量为276.64 mg·g^(-1);亚甲基蓝吸附的最优条件为接触时间4 h、pH=12,在该条件下,虾壳粉对刚果红的饱和吸附量为1.44 mg·g^(-1);虾壳粉对2种染料的吸附过程以物理吸附为主,符合准二级动力学方程。虾壳粉对阴离子型染料的吸附效果较优,对阳离子型染料有一定吸附性能,是一种经济高效的染料废水吸附材料。

菁染料J-聚集体的微观结构研究

用原子力显微镜观察了阴阳离子菁染料及对应的阴离子菁染料和阳离子菁染料吸附在立方体(100)和八面体(111)溴碘化银乳剂颗粒表面形成的J-聚集体的微观结构,得到了3种不同排列的J-聚集体结构。研究结果表明,菁染料分子在溴碘化银颗粒表面不是单层吸附,而是以一定的形状聚集在溴碘化银表面。阴阳离子菁染料形成的J-聚集体为"鱼骨"状;阴离子菁染料的J-聚集体以"卡片堆积"式排列;阳离子菁染料J-聚集体为"磁砖"式结构。