掺杂CoFe_(2)O_(4)膨胀石墨对Pb(Ⅱ)的吸附性能

为解决膨胀石墨吸附后回收难的问题,采用柠檬酸基的溶胶-凝胶法将CoFe_(2)O_(4)粒子负载到膨胀石墨中,制备磁性膨胀石墨。利用扫描电子显微镜(SEM)和磁滞回线对样品的微观形貌和磁性能进行表征,研究了膨胀石墨和磁性膨胀石墨对Pb(Ⅱ)吸附性能的影响因素,包括吸附时间、Pb(Ⅱ)初始质量浓度、吸附剂用量和pH值等,并采用吸附动力学和吸附等温线模型对吸附行为及机理进行了分析。结果表明,膨胀石墨和磁性膨胀石墨对Pb(Ⅱ)的最大吸附量分别为95.6、69.8 mg/g,吸附动力学符合二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型。掺杂CoFe_(2)O_(4)粒子缩短了膨胀石墨对Pb(Ⅱ)吸附平衡所需的时间,并使最佳吸附pH值向更加中性条件迁移。

氮掺杂介孔碳对含Pb(Ⅱ)隧洞施工废水的吸附性能

采用硬模板法制备氮掺杂介孔碳,分别采用比表面积分析仪、透射电镜、红外光谱仪和X射线光电子能谱分析表征材料结构及理化性质。将该材料应用于对2种隧洞施工废水中Pb(Ⅱ)的吸附,研究pH、反应时间对吸附效果的影响以及反应动力学、等温模型。研究发现,该体系的吸附动力学与二级动力学方程基本一致,其吸附特性与Langmuir和Temkin等温模型相适应。实验结果与表征结果表明,材料吸附Pb(Ⅱ)的过程涉及到静电作用、孔道扩散等物理吸附以及表面含氮官能团与Pb(Ⅱ)的化学吸附。2种废水中基于Langmuir模型的最大吸附量分别为493.5 mg/g和603.9 mg/g。吸附材料可通过HCl处理实现有效再生与重复利用。

泰妙菌素废盐活性炭的制备及吸附EDTA-Pb(Ⅱ)的研究

工业废水中的有机配体和重金属离子结合形成络合态重金属,络合态重金属的排放会导致严重的环境及人体健康问题。采用热解炭化法将医药固体废弃物——泰妙菌素废盐制备成废盐活性炭(WSAC)并用于去除模拟废水中的EDTA-Pb(Ⅱ),利用SEM、BET表征WSAC的性质;基于静态吸附试验研究了溶液初始pH、共存离子对WSAC吸附EDTA-Pb(Ⅱ)行为的影响;通过吸附动力学、等温线拟合,利用FTIR、TOC、Zeta电位等表征探究其吸附机理。结果表明:WSAC对EDTA-Pb(Ⅱ)的吸附过程符合伪一级动力学和Langmuir模型,吸附速率受物理过程主导且为单分子层均相吸附;随着pH的升高,WSAC对EDTA-Pb(Ⅱ)的吸附效果降低;共存阴离子的加入会与EDTA-Pb(Ⅱ)竞争吸附位点,对吸附起抑制作用;WSAC对EDTA-Pb(Ⅱ)的吸附机制主要为孔隙填充和静电吸附的协同作用。将WSAC用于吸附工业废水中的EDTA-Pb(Ⅱ),为泰妙菌素废盐的资源化利用提供一种途径,也为工业废水中EDTA-Pb(Ⅱ)的去除提供新方法。

豆荚状Fe_(2)VO_(4)/NC纳米线对Pb(Ⅱ)的电化学检测性能研究

通过煅烧聚多巴胺包覆的FeVO_(4)·1.1H_(2)O纳米线得到豆荚状Fe_(2)VO_(4)/NC纳米线,以SEM、XRD、XPS表征了材料的形貌与物相。将其修饰于玻碳电极采用阳极方波伏安法实现对Pb(Ⅱ)的灵敏检测,检测灵敏度62.27μA/μM,理论检出限为0.021μM。电化学检测结果显示,具有内部空间的Fe_(2)VO_(4)/NC相较于裸纳米线对Pb(Ⅱ)的灵敏度有明显提升。通过吸附实验证实,豆荚状Fe_(2)VO_(4)/NC纳米线对Pb(Ⅱ)的吸附最强。此外,对实验的稳定性、重现性、抗干扰性能进行了评估,并且将其成功应用于对实际水体环境的检测,证明该敏感材料具有实际应用的潜能。

β-二氧化锰纳米纤维用作Pb(Ⅱ)全固态离子选择性电极转导层的性能研究

本研究通过在还原氧化石墨烯(rGO)上原位生长的β-二氧化锰纳米纤维(β-MnO_(2)NF),合成了一种兼具强疏水性和高界面电容的β-MnO_(2) NF/rGO纳米材料。开发出了一种基于β-MnO_(2) NF/rGO的敏感检测Pb(Ⅱ)的固态离子选择性电极传感器。同时,考虑到转导层如何对离子选择性系数产生作用仍然未知,研究人员利用数值模拟构建了一个耦合了转导层的转导层-膜-溶液界面模型,其考虑了膜-转导层这一界面,构建了一个两界面三相的浓度梯度模型,并据此给出了相应的电位显示,同时还根据其模拟结果计算了相对应的离子选择性系数。

改性球状纤维素基复合材料的制备及对Pb(Ⅱ)的吸附探究

本文以纯化后的蔗渣纤维素(SBC)和不溶性腐植酸(IHA)为基材,通过添加海泡石(SEP)来提升复合材料的热学性能,以碳酸钙为制孔剂,使用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和戊二酸酐对复合微球进行改性,引入羧基基团,成功制备了一种新型吸附材料SIS-COOH,并将其用于水体中Pb(Ⅱ)的去除。通过SEM、BET、FTIR、TGA等手段对SIS-COOH进行了表征,探究了其形貌和结构特性。采用静态吸附法,系统研究了影响SIS-COOH吸附性能的因素,包括溶液的pH值、SIS-COOH的投放量、Pb(Ⅱ)的初始浓度以及温度等。实验结果表明,在pH=5、SIS-COOH投放量为5g·L^(-1)、Pb(Ⅱ)的初始浓度为1500mg·L^(-1)的条件下,SIS-COOH的吸附容量达到最佳,且吸附过程在120min内即可达到平衡状态。再生实验证实,SIS-COOH具有出色的再生性能,经历5次循环实验后,其吸附容量仍维持在90%以上。

聚合物改性膨润土对Pb(Ⅱ)离子的吸附特性研究

为研究聚合物改性膨润土(简称PMB)对重金属的吸附特性,开展了Batch吸附试验,利用4种吸附动力学模型(准一阶动力学、准二阶动力学、颗粒内扩散和Elovich模型)和4种等温吸附模型(Langmuir、Freundlich、D-R和Temkin模型)研究了钠化钙基膨润土(简称NCB)和PMB对Pb(Ⅱ)离子的吸附行为,并通过BET (Brunauer-Emmett-Teller)试验对膨润土进行了比表面积和孔径分析。结果表明,当溶液pH值为1 (强酸)时,PMB对Pb(Ⅱ)离子的吸附率为60%,较NCB提高了33%。膨润土对Pb(Ⅱ)离子的吸附动力学更符合准二阶模型,PMB在初始5 min内可快速吸附Pb(Ⅱ)离子,吸附率达50%。Langmuir吸附等温模型更好地描述了两种膨润土对Pb(Ⅱ)离子的吸附特性,计算所得最大吸附量与试验结果接近。

来安花红果渣纤维制备及其Pb(Ⅱ)吸附特性

为探讨花红果渣纤维的理化功能性质,文中分别采用水、1.25 g/100 mL盐酸和1.25 g/100 mL氢氧化钠溶液从中分别提取得到WF、AF和AKF等3种纤维样品。在对原料及纤维样品主要理化功能性质分析基础上,对其Pb(Ⅱ)吸附性质和机理进行了分析比较。结果显示,来安花红原果渣中含有27.64 g/100 g的粗纤维,所得WF、AF和AKF中粗纤维含量分别为48.60、54.14和64.72 g/100 g。Pb(Ⅱ)吸附实验结果显示,三种果渣纤维具有相似的吸附性质,在1~4μg/mL范围内,随Pb(Ⅱ)初始质量浓度增加,平衡吸附量和吸附速率均显著增加(P≤0.05)。初始质量浓度为4μg/mL时,AKF平衡吸附量和吸附速率最高,分别为394.86μg/g和33.18μg/min,其次是AF,WF最低。吸附动力学和热力学研究结果显示,三种果渣纤维对Pb(Ⅱ)的吸附过程更符合准二级动力学模型,吸附方式以化学吸附为主,吸附过程为放热反应,适当低温有利吸附进行。结果表明,花红果渣纤维具有良好的吸水、吸油特性,对水溶液中Pb(Ⅱ)具有较强的吸附能力,在功能性食品添加剂和水处理领域有很好的应用前景。

镁改性水稻秸秆生物炭对酸性矿山废水中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附研究

为提高水稻秸秆生物炭对酸性矿山废水中重金属的去除能力,采用浸渍-热解法制备镁改性水稻秸秆生物炭(MBC)。通过批量吸附试验探究浸渍比、溶液pH、吸附时间及重金属离子初始浓度对MBC去除酸性矿山废水中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的影响,并采用表征技术对吸附前后MBC的特征进行表征分析和探究潜在的吸附机理。结果表明,浸渍-热解法制备的MBC拥有更发达的孔隙结构。吸附试验表明,在浸渍比和溶液pH分别为2∶1和5.0时,MBC对10 mg/L的Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的去除达到最佳值,分别为93.58%和97.95%。此外,MBC去除Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的过程符合拟二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型。根据Langmuir模型,MBC对Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)最大的吸附量分别为90.45 mg/g和138.50 mg/g。FTIR和XRD分析结果表明,MBC对Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的去除机理包含络合、共沉淀、离子交换及静电作用。五次再生后,MBC对Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的去除率分别为75.62%和80.16%,以上结果说明,MBC在处理含Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)酸性矿山废水方面具有很大的潜力。

改性生物炭吸附固定环境中Cd(Ⅱ)/Pb(Ⅱ)的研究进展

吸附法常用于修复环境中Cd(Ⅱ)/Pb(Ⅱ)的复合污染。环境友好、成本低廉的生物炭成为广泛应用的吸附剂,但存在吸附常量有限、选择性差等缺点,为此常采用改性来增强其吸附固定效果。综合分析了改性生物炭吸附固定镉、铅的影响因素,包括生物炭的原料、改性方法及改性剂种类和浓度、热解温度、Cd(Ⅱ)/Pb(Ⅱ)的竞争、投加量、pH值和干扰离子及改性生物炭吸附固定重金属的机理。最后强调通过调控条件改变生物炭性质提高吸附能力,展望指出需深化复合污染环境下改性方法、生物炭在环境中长期稳定性的研究,实现更有效的重金属修复。

壳聚糖/磁性核桃壳生物炭的制备及其对高浓度Pb(Ⅱ)的吸附

以核桃壳粉作为生物质原料,依次采用H_(2)O_(2)和FeCl_(3)为改性剂,在限氧条件下制备磁性核桃壳生物炭,然后以壳聚糖为改性剂、聚乙二醇为交联剂,制备了壳聚糖/磁性核桃壳生物炭复合材料(CS/MWSB),采用SEM、FT-IR、N_(2)脱附、XRD、XPS、VSM技术对其形貌和理化性质进行表征,并通过静态试验考察了CS/MWSB对模拟废水中Pb(Ⅱ)的吸附性能。结果表明:CS/MWSB的表面有大量微孔结构,表面负载球状Fe_(3)O_(4)颗粒和壳聚糖,CS/MWSB的活性基团和芳香基团有所增加;壳聚糖负载量为30%的CS/MWSB对Pb(Ⅱ)的吸附能力最强;对于初始浓度为400 mg/L的Pb(Ⅱ)溶液,当吸附剂投加量为4 g/L时,在pH为5.0、温度为40℃吸附3 h时,CS/MWSB对Pb(Ⅱ)的吸附率达90.86%,吸附容量为89.86 mg/g;CS/MWSB对Pb(Ⅱ)的吸附符合准二级动力学方程,吸附过程以化学吸附为主。CS/MWSB可用于对于高浓度Pb(Ⅱ)废水的处理。

赤泥-海藻酸钠水凝胶对水中Pb(Ⅱ)的吸附性能

以赤泥和海藻酸钠为原料,采用交联反应的方法制备赤泥-海藻酸钠水凝胶(RMSA)。通过批量实验考察溶液初始pH、吸附温度、吸附时间、初始浓度以及多元重金属体系对RMSA吸附Pb(Ⅱ)效果的影响,并结合XRD、FTIR和SEM-EDS表征分析,研究其对Pb(Ⅱ)的吸附特性。实验结果表明,拟二级动力学吸附模型和Langmuir吸附等温模型能够更好地描述RMSA对Pb(Ⅱ)的吸附过程,该吸附过程属于单分子层化学吸附。在pH=6,温度为25℃,吸附时间为900 min,Pb(Ⅱ)初始浓度为30~900 mg/L的最佳条件下,RMSA对Pb(Ⅱ)的最大理论吸附量为454.54 mg/g。RMSA在多元重金属体系吸附实验中对Pb(Ⅱ)的吸附更具选择性。分析表明,离子交换是RMSA吸附Pb(Ⅱ)的主要机理。此外,RMSA经过5次循环实验仍能保持较高的吸附性能,在经济适用性方面具有较好的应用前景。

一种有效吸附Pb(Ⅱ)的Zr基金属有机凝胶的合成

以合成的4,4,4-三甲酸三苯胺(H3TCA)为主配体,通过溶剂热法合成了一种超分子无定型的锆基金属有机凝胶(Zr-MOG)。并通过一种简单的恒定时间控制晶化方法,使UIO-66(即Zr-MOF)凝胶化合成非晶态的Zr-MOG。结果表明,所制备的Zr-MOG拥有凝胶软材料的多层结构和非晶聚合物网络,对Pb(Ⅱ)具有良好的吸附能力。此外,以冰醋酸为晶化促进剂,成功地实现了晶态MOF和高分散非晶态MOG的转化。

壳聚糖-果胶凝胶珠吸附剂的改性及其去除藻蓝蛋白中Pb(Ⅱ)的应用

壳聚糖-果胶凝胶珠(Chitosan-pectin gel beads,CPB)吸附去除食品中重金属具有较高的潜力,为提高其稳定性、再生利用性及吸附能力,本文采用明胶(Gel)和羧甲基纤维素钠(CMC)对CPB进行改性,利用扫描电镜(SEM)、比表面积与孔隙度分析(BET)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)、Zeta电位仪、X射线光电子能谱(XPS)及等技术表征其结构特性,优化吸附解析条件,并评估其对藻蓝蛋白中Pb(Ⅱ)的实际去除效果。结果显示,与CPB和Gel-CPB相比,CMC改性的CPB(CMC-CPB)热稳定性高、表面粗糙多孔、比表面积大(20.28±1.35 m^(2)/g)及Zeta电位低,对金属离子吸附能力强,且解析再生利用率高。FTIR图谱分析显示改性前后CPB官能团结构未发生明显变化,其主要结构官能团为羧基、羟基和氨基。TG分析表明改性前后的CMC-CPB的热稳定性显著高于CPB和Gel-CPB(P<0.05)。XPS光谱分析表明三种吸附剂成功吸附了Pb(Ⅱ),其中CMC-CPB对Pb(Ⅱ)的吸收峰最强。三种吸附剂(CPB、Gel-CPB和CMC-CPB)去除Pb(Ⅱ)的最佳pH和温度分别为6.0和60℃,对Pb(Ⅱ)的吸附过程均符合Langmuir吸附等温模型(R^(2)=0.9543~0.9811)和准二级动力学模型(R^(2)=0.9963~0.9991),该吸附属于单分子层化学吸附,即-COO、-OH、-CO-NH与Pb(Ⅱ)之间的络合作用。根据Langmuir模型曲线评估,CMC-CPB对Pb(Ⅱ)的最大吸附容量q_(max)为69.37 mg/g,显著高于Gel-CPB和CPB(P<0.05)。综合在藻蓝蛋白中的应用效果,CMC-CPB低成本高效安全地去除藻类和藻蓝蛋白食品中Pb(Ⅱ)具有更广阔的前景。

马家柚柚皮果胶的提取及其吸附Pb(Ⅱ)性能研究

以江西特色马家柚柚皮为原料,采用水提法、盐酸法和柠檬酸法分别提取马家柚柚皮中的果胶,分析果胶的理化性质,并探究不同果胶对Pb(Ⅱ)的吸附性能及吸附机理,明确初始pH值、初始离子浓度、吸附时间等因素对Pb(Ⅱ)吸附率的影响。结果显示,柠檬酸法提果胶(CEP)的提取率最高为28.62%,其次是盐酸法(HEP,12.68%)和水提法(WEP,12.13%)。此外,CEP的酯化度(58.20%)和分子质量(598.40 ku)显著低于WEP和HEP(P<0.05),表明CEP具有较多的羧基和较高的溶解性。3种提取方法得到的果胶吸附Pb(Ⅱ)的最佳pH值为5.0,并在吸附120 min后达到平衡。此外,CEP对Pb(Ⅱ)的吸附率显著高于WEP和HEP。3种提取方法得到的果胶吸附等温线均符合Langmuir单层吸附模型,其吸附动力学均符合拟一级动力学模型,对Pb(Ⅱ)的吸附是物理和化学吸附共同作用的结果。结论:果胶的理化特性及其对Pb(Ⅱ)的吸附能力与提取方法密切相关,其中CEP对Pb(Ⅱ)具有较高的吸附率,可作为低成本、高效、天然环保型的Pb(Ⅱ)吸附剂。

磷石膏基有机吸附剂的制备及其对Pb(Ⅱ)的吸附试验研究

研究了用聚丙烯酸(PAA)改性磷石膏(PG)制备新型复合吸附剂PG/PAA,并用于吸附去除废水中的Pb(Ⅱ)。利用SEM、BET、FT-IR表征了PG/PAA的结构和性能。结果表明:改性后磷石膏基吸附剂表面形貌由光滑变得粗糙,比表面积和孔容减小,官能团也有所改变;在溶液pH=5.0、PG/PAA用量1 g/L、初始Pb(Ⅱ)质量浓度50 mg/L、吸附时间30 min条件下,PG/PAA对Pb(Ⅱ)的吸附量达49.34 mg/g;吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,吸附过程自发放热;PG/PAA吸附Pb(Ⅱ)的机制包括螯合、配位作用和离子交换。

FeCoP/NC纳米多面体对水体中Pb(Ⅱ)的高灵敏检测

将CoP优异的催化作用与高吸附性、良好导电性的氮掺杂碳基相结合,采用多面体状FeCoP/NC纳米材料修饰玻碳电极构建了电化学传感界面。利用方波阳极溶出伏安法检测Pb(Ⅱ)的灵敏度为66.58μA/(μmol/L),检出限为0.025μmol/L,此方法对Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)共存时对Pb(Ⅱ)的测定具有较好的抗干扰性,通过反复试验,证实了其良好的稳定性和重复性。该工作为构建面向低浓度污染物的敏感界面提供了指导,对电化学检测水环境中重金属污染物的实际工程应用具有重要意义。

焙烧改性浮选尾煤负载纳米Fe_(3)O_(4)去除水中Pb(Ⅱ)的研究

该文通过焙烧隔氧活化处理、负载磁性材料等途径制备了一种浮选尾煤基复合吸附剂,探讨了不同因素对其吸附水中Pb(Ⅱ)重金属离子效果的影响,对其吸附动力学和热力学进行了分析,结合XRD、MLA分析及氮吸附等手段对其物理化学性质进行了表征。实验结果表明:尾煤样品经过800℃高温焙烧改性后,高岭石含量有所减少,伊利石含量有所增加,且孔隙中的水或部分杂质被有效脱除,生成大量气体,从而显著增大了其比表面积和孔径,有利于吸附反应的进行;负载Fe_(3)O_(4)再经800℃焙烧后的浮选尾煤对Pb(II)具有很强的吸附能力,准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型能够很好地拟合尾煤基复合吸附剂对溶液中Pb(Ⅱ)的吸附过程,其对Pb(Ⅱ)的吸附主要是基于单分子层的化学吸附。

聚丙烯酸钠水凝胶改性岩土材料对Pb(Ⅱ)的吸附影响研究

岩土材料膨润土广泛用于垃圾填埋场的各种防渗系统,经常暴露在强酸性和高浓度重金属的渗滤液中。膨润土无法抵抗阳离子Pb破坏,并在渗透过程中同时吸附液体中的有害物质。为有效提高岩土材料膨润土的吸附能力,以膨润土、丙烯酸和丙烯酰胺为原料,通过氢键、聚合合成聚丙烯酸钠水凝胶。研究结果表明,膨润土水凝胶在短接触时间60 min内,以小剂量1 g/L的水凝胶对高质量浓度125 mg/L Pb(Ⅱ)溶液的有效吸附率高达99%。且Pb(Ⅱ)与水凝胶之间存在均匀的物理化学吸附,吸附量受水凝胶上吸附位点数量的控制。聚丙烯酸钠水凝胶与膨润土结合是一种理想的防渗材料,具有低渗透性、耐化学性和对重金属的高吸附性。

海泡石改性制备磁性纳米复合材料对Pb(Ⅱ)去除的研究

在天然粘土矿物中,海泡石具有独特的纳米棒状和层链状结构,从而具备较大的比表面积和孔体积,在环境污染修复领域逐渐受到关注.在本研究中,首先以海泡石为原材料通过酸碱化处理制备了SiO_(2)-Mg(OH)_(2)复合材料,再通过磁铁矿的负载,制备出一种新型的具有磁性的、高比表面积含镁纳米复合材料(SiO_(2)-Mg(OH)_(2)-Fe_(3)O_(4)),在此基础上,研究了新型复合材料对水体中Pb(Ⅱ)的去除效果.结果表明,与海泡石原样相比,所制备的含镁纳米复合材料(SiO_(2)-Mg(OH)_(2)-Fe_(3)O_(4))表现出较大的比表面积和良好的磁性,其对重金属Pb(Ⅱ)去除容量为257.6 mg/g.纳米磁性复合材料对Pb(Ⅱ)的吸附过程符合拟一级动力学模型;吸附热力学模拟显示,磁性复合材料对Pb(Ⅱ)的吸附符合Freundich模型.综合海泡石基磁性纳米复合材料制备过程简捷和良好的磁分离性,所制备的复合材料在环境领域具有良好的应用前景.