以草鱼鱼鳞为原料制备生物吸附剂,比较了该鱼鳞吸附剂对几种不同化学染料的吸附效果,研究了其对刚果红的最佳吸附条件及相关影响因素,并通过吸附动力学和吸附热力学分析以及吸附前后的红外光谱分析,初步探讨了鱼鳞吸附剂对刚果红的吸附机理。实验结果表明,鱼鳞吸附剂对含有磺酸根基团的染料具有良好的吸附能力,其对不同染料的吸附效果依次为:刚果红>胭脂红>亮蓝>日落黄>亚甲基蓝;在室温条件下,鱼鳞吸附剂吸附刚果红的最佳吸附条件为:吸附剂用量0.2 g/L、体系pH 7.0、刚果红初始浓度为14μg/mL;吸附热力学和动力学分析表明,鱼鳞吸附剂对刚果红的吸附是一种以不可逆方式自发进行的吸热过程,准二级动力学模型可以...

【目的】以木质素磺酸钠(SLS)为原料，制备胺化改性的木质素磺酸钠以及共价有机框架聚合物/胺化木质素磺酸钠复合材料，考察它们作为吸附材料对刚果红的吸附性能。【方法】木质素磺酸钠与甲醛、二乙烯三胺经曼尼希反应制得胺化木质素磺酸钠(ASLS)，采用红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对吸附剂的表面官能团和形貌进行了表征。考察刚果红起始质量浓度、ASLS用量、溶液pH、吸附时间等对材料吸附效果的影响；探究ASLS的吸附动力学和循环再生性能。制备富含醌共价有机框架聚合物(AQ-COF)，对比ASLS、AQ-COF、AQ-COF/ASLS材料对刚果红的吸附效果。【结果】FTIR和SEM表征结果显示：木质素磺酸钠成功胺化，ASLS与AQ-COF复合后自组装成棒状纳米结构。ASLS吸附结果表明：刚果红起始质量浓度为200 mg·L~(-1),ASLS用量为70 mg,pH为1～5时，吸附率达95%以上，并在80 min内达到吸附平衡，吸附过程符合准二级吸附动力学模型和Langmuir等温吸附模型，吸附过程主要为化学吸附。30 mg ASLS中添加少量AQ-COF (2 mg)，复合吸附剂吸附率可达80%以上。【结论】胺化改性木质素磺酸钠对刚果红有良好的吸附效果，且具有优秀的再生性能，可以作为刚果红的优良吸附剂；共价有机框架聚合物AQ-COF与ASLS复合制备的复合吸附剂可以提升ASLS对刚果红的吸附能力，表明共价有机框架聚合物在刚果红吸附领域有良好的应用前景。图9表2参25

[目的]采用水热法制备磁性水滑石材料(MNP-LDH),并以该材料作为吸附剂来吸附水体中的刚果红染料,探究其脱附和循环利用性,同时制备磁纳米四氧化三铁(MNP)和水滑石(LDH)作为对照。[方法]采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱、比表面积测定仪以及X射线衍射仪对上述材料进行表征;采用静态吸附的方法,以紫外可见分光光度计为检测手段,考察了pH、吸附时间和初始浓度等对材料吸附性能的影响;采用Langmuir吸附等温模型和准二级动力学吸附模型对上述材料进行了热力学和动力学模拟研究;以氢氧化钠为洗脱剂

以草鱼鱼鳞为原料,分别提取鱼鳞中的酸溶性胶原蛋白(ASC)和酶溶性胶原蛋白(PSC),着重开展了其包括热稳定性、体外酶降解性以及胶原海绵材料特性在内的相关研究,并与哺乳动物来源的猪皮胶原(PC)相比较。实验结果表明,制备所得的3种胶原蛋白均为典型的Ⅰ型胶原并具有完整的三螺旋结构;PC的热变性温度(41.6℃)明显高于ASC(34.8℃)和PSC(35.2℃);3种胶原蛋白的体外酶降解性能受水解酶的种类、胶原蛋白提取方法、胶原蛋白来源、胶原蛋白受热历史以及蛋白的自组装程度影响。胶原蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶对淡水鱼胶原均具有不同程度的降解能力,但胶原蛋白酶的降解能力最强;相同条件下,3种胶原蛋...

【目的】将木材加工剩余物木粉和改性木粉作为废水中染料污染物的吸附剂，并探究其性能，为木粉高值化利用提供一种策略。【方法】以植酸（PA）为绿色改性剂接枝木粉制备了木粉基吸附剂（PA-WF），利用SEM–EDS、ATR–FTIR、XRD、BET对PA-WF的表面形貌、元素分布、官能团、孔隙度、比表面积、结晶度和结晶结构进行表征，分析了植酸和木粉质量比、尿素和木粉质量比、反应温度和反应时间对木粉接枝率的影响，以及不同接枝率木粉的亚甲基蓝染料溶液吸附容量，探究了PA-WF在不同吸附时间、亚甲基蓝染料不同初始质量浓度条件下的吸附容量变化规律。【结果】当植酸和木粉质量比2.5∶5、尿素和木粉质量比3∶50、反应温度70℃、反应时间3 h时，可制备接枝率为11.31%的改性木粉。SEM–EDS、ATR–FTIR、XRD和BET测试结果表明：PA成功接枝在木粉上引入磷酸基团，且增大了木粉的比表面积、平均孔径和孔体积。吸附测试结果表明：PA-WF在接枝率为8%时吸附性能最优，吸附容量可达22.53 mg/g，比未改性木粉的吸附容量（10.50 mg/g）提高了114.57%;PA-WF的吸附过程符合Langmuir吸附等温方程与准二级动力学方程。【结论】采用适当条件制备植酸接枝改性木粉，经推测其吸附过程属于离子交换的单分子层化学吸附。利用植酸中阴离子磷酸基团，可大幅提升木粉的吸附性能，为木粉的高值化利用提供新的思路。

采用高锰酸钾与硫酸锰联合对竹炭进行改性，并将改性前后的竹炭对甲醛的吸附性能进行探讨。分析了甲醛溶液的初始浓度、改性前后竹炭的用量、温度、时间等条件对吸附的影响；通过扫描电镜、比表面积和红外光谱表征了竹炭改性前后的表面构型、比表面积与官能团变化。研究结果表明，甲醛溶液浓度４２ ｍｇ／ｍ Ｌ，改性竹炭用量１７ ｍｇ／ｍ Ｌ、温度３１３ Ｋ，吸附时间５ ｈ的条件下，甲醛的吸附效果最好，达到了５０．２５ ｍｇ／ｇ；扫描电镜、比表面积和红外光谱等手段的分析表明，竹炭经改性后微孔结构增多、比表面积增大、表面含氧官能团增多，改性竹炭比未改性竹炭具有更为良好的吸附性能。

基于NaOH对大薸进行改性的吸附剂(MPS),以聚合氯化铝(PAC)为复配剂制备吸附剂(MPSP)。采用材料表征技术分析了大薸复配前后的理化特征，并以中性红模拟染料废水，测试了大薸复配前后上述两种吸附剂对中性红废水的吸附能力，并探究了染料初始pH值、染料浓度、吸附剂投加量、反应温度等参数对中性红吸附性能的影响。结果表明：在相同条件下，与MPS相比，MPSP的比表面积更大，孔隙结构更发达，对中性红的吸附、去除能力更强；MPS和MPSP对中性红的吸附性能均与溶液初始质量浓度、反应时间和反应温度呈正比，与溶液pH值和吸附剂投加量呈反比。准二级动力学模型和Langmuir等温模型能较好地拟合MPS和MPSP对中性红染料的吸附、去除过程，表明吸附过程是以单层化学吸附为主，也存在物理吸附和静电引力作用。

为了有效吸附水体中重金属,使用离子交联法合成制备了一种低成本、低毒性的磁性壳聚糖纳米重金属吸附材料。调节多聚磷酸钠与壳聚糖溶液的比例,制备得到一系列不同粒径大小的重金属吸附材料并比较其吸附性能的差异。通过电子透射显微镜、傅里叶红外光谱仪、粉末X射线衍射仪等一系列表征,确定壳聚糖纳米微粒成功包裹磁性Fe_3O_4纳米粒子,并得到粒径范围介于164.05~768.69 nm尺寸颗粒。重金属吸附铜、镉、锌实验结果表明,小粒径重金属材料的吸附效果优于大粒径吸附材料,其最大吸附效率分别为51.66%,97.86%及82.24%。此外,该材料吸附原理符合准二级动力学模型(R~2=0.998-0.999),属化学吸附类型。通过与人乳腺癌细胞MCF-7细胞共培养验证其生物相容性及毒性,细胞活性达到100%。该研究阐明小尺寸壳聚糖磁性纳米颗粒可作为一种低成本、低毒性且吸附率高的重金属吸附材料,基于该优势其在污水处理及农业环境治理具有潜在价值。

以富含单宁的落叶松树皮为原料制备吸附材料,研究了该吸附材料对水溶液中Au(Ⅲ)的吸附特性.结果表明:以甲醛作为交联剂可以实现落叶松树皮中单宁的原位固化;当温度为303K,pH=4.0,Au(Ⅲ)的初始浓度为522.3mgL时,该吸附材料对Au(Ⅲ)的平衡吸附量达到Au(Ⅲ)1821.9mgg,而且平衡吸附量随温度的升高进一步增大.pH对吸附容量的影响较大,最佳pH为4.0.该吸附材料对Au(Ⅲ)的吸附平衡符合Langmuir方程,吸附动力学可以用拟二级速度方程来描述.固定床吸附实验表明,当原料液的浓度为Au(Ⅲ)239.2mgL,流出液的体积约为117个床层体积时才达到穿透点.分析表明,原位固...

利用不同部位的竹材如竹蔸、竹节和竹枝制备竹炭,以KOH为活化剂,在活化温度为700℃和不同质量浓度的KOH溶液下进行活化制备竹活性炭,测定吸附性能最好的竹活性炭在不同吸附时间和溶液质量浓度下对苯酚的吸附情况,并进行结构表征。结果表明:KOH溶液质量浓度为16.0g·L-1时,制备的竹活性炭对苯酚的吸附效果最好,而竹蔸、竹节和竹枝活性炭中又以竹蔸活性炭吸附性能最好;吸附时间在40min时,竹蔸活性炭对苯酚的吸附趋于平衡,在30℃时竹蔸活性炭苯酚吸附量达到83.4mg·g-1时趋向饱和。竹枝炭、竹节炭与竹篼炭的孔隙度分别为0.656,0.698和0.740,竹枝活性炭、竹节活性炭与竹篼活性炭的孔隙...

介绍了活性炭表面氧化改性技术的基本原理,对国内外研究者运用不同氧化工艺改性活性炭及其吸附性能变化的研究成果进行了分析总结。经过氧化改性后的活性炭在比表面积、孔容积等方面均有不同程度降低,而表面含氧官能团的数量增加显著。氧化改性后的活性炭对于各种重金属离子的吸附性能提升十分明显,而对于有机物的吸附性能则有不同程度的下降。最后,提出了活性炭表面氧化改性技术的发展趋势和方向。

在该研究型实验中,要求学生首先在室温下快速合成多种具有不同结构和水稳定性的金属有机框架;然后利用X射线衍射仪和红外光谱仪表征其微观结构和官能团组成,并结合软件模拟示意图,对其孔道结构建立初步认识;最后通过观察颜色变化和分光光度计法,定性和定量地分析比较不同金属有机框架的染料吸附能力,深入理解孔结构与吸附性能之间的关系。该实验有利于培养学生在面对材料化学复杂科学问题时,采取团队合作方式进行综合分析和研究的能力。

【目的】利用竹材加工剩余物竹箨探索一种高效除砷活性炭材料。【方法】以竹箨为原材料，以微波加热为热源，利用高温热解自活化技术在不同的活化温度和时间下制备竹箨活性炭，通过表征竹箨活性炭的微观形貌、比表面积、孔隙结构、石墨化程度、表面元素和官能团，揭示活化时间和温度等对其微观结构的影响，探讨竹箨活性炭的砷吸附性能，比较不同制备方法下活性炭的比表面积和砷吸附容量的差异。【结果】活化温度1 050℃、活化时间30 min时，竹箨活性炭孔隙结构排列整齐致密，比表面积达到1 251.7 m~2/g，孔容为0.697 cm~3/g，微孔比表面积比率和微孔孔容比率分别为60.9%和64.0%，平均孔径为0.448 nm，主要由微孔和少量介孔组成，孔径远大于砷酸根离子（AsO_4~(3-)）和亚砷酸分子（H_3AsO_3）的空间构型尺寸，有利于对As（Ⅲ）和As（Ⅴ）的吸附。反映石墨化程度的R值为1.340，表面具有丰富的含氧官能团，对As（Ⅲ）的最大吸附量为3.87 mg/g，对As（Ⅴ）的最大吸附量为3.17 mg/g。对比文献中不同活性炭的比表面积和砷吸附容量，竹箨活性炭表现出一定优势。【结论】适当提高活化温度、延长活化时间有利于表面微孔的形成，从而提高砷吸附容量；但过高的活化温度和过长的活化时间会导致孔隙结构坍塌，减小比表面积和微孔比率，降低砷吸附容量。本研究为高效治理水体砷污染活性炭材料的制备提供了一种简单环保的方法，具有良好的除砷性能。

以微晶纤维素为原料,高碘酸钠作为氧化剂,制备二醛基纤维素(DAC),考察各影响因素对二醛基纤维素制备的影响,采用FTIR、元素分析、XRD以及化学官能团测定等手段对二醛基纤维素的结构进行表征;探讨二醛基纤维素的醛基含量与尿素吸附容量之间的关系,并研究二醛基纤维素对尿素的吸附平衡和吸附动力学。结果表明:高碘酸钠与微晶纤维素的质量比为2.4∶1、反应温度为35℃、反应时间为3.5 h、反应介质的pH为2时,制得二醛基纤维素的醛基含量最大为97.74%。二醛基纤维素对尿素的吸附容量随醛基含量的增加先增大后减小,最大吸附容量为59.23 mg.g-1,是包醛氧淀粉尿素吸附容量的10倍(6 mg.g-1...

【目的】探究马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶吸附剂对Cr~(3+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)、Ni~(2+)的吸附性能,阐明马尾松树皮和纳米木质纤维素气凝胶吸附重金属离子的相关机理,以更好地利用农林废弃物马尾松树皮制备出成本低廉、便于产业化的生物质吸附材料,为其大规模应用奠定理论基础。【方法】将抽提后的马尾松树皮绝干样品在80℃水浴加热搅拌条件下使用对甲苯磺酸溶液处理1 h,反应结束后趁热过滤并透析滤渣。滤渣样品通过微射流均质机20次,得到马尾松树皮纳米木质纤维素。固含量2%的马尾松树皮纳米木质纤维素样品-20℃冷冻120 min后进行冷冻干燥,得到马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶。研究马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶吸附剂对Cr~(3+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)、Ni~(2+)的最大吸附容量(q_e)以及其等温吸附特性、吸附热力学特性和吸附动力学特性。【结果】马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶吸附剂对Cr~(3+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)和Ni~(2+)的最大吸附容量(q_e)分别为132.7、130.4、186.7和123.4 mg·g~(-1)。马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶吸附Cr~(3+)符合Temkin等温吸附(R~2=0.990 1),且为不均匀的单层吸附。吸附热力学特性研究表明,马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶吸附Cr~(3+)的过程符合热力学规律,R~2=0.992 9,且为非自发复合吸附过程,升高温度对吸附过程的促进作用与放热反应对吸附过程的抑制作用甚至会出现相互抵消的情况。马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶吸附Cr~(3+)符合准二级动力学模型(R~2=0.991 0),其吸附Cr~(3+)的速率主要受化学作用而非物质传输步骤影响,特别是二者之间电子的化学分享或共价键交换等过程。【结论】基于廉价的生物质———马尾松树皮制备的马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶可作为重金属离子的有效吸附剂,表现出较为理想的吸附容量,静态吸附涉及的条件较为简单,具有一定的可试验推广性,马尾松树皮基吸附剂的开发也可推动廉价生物质的资源化利用。马尾松树皮和纳米木质纤维素气凝胶2种吸附剂的吸附性能稳定可靠,有望通过优化工艺提升性能;但是需要基于大规模甚至中试规模试验才能检验其有效性,进而指导工艺优化,得到性能更加出色的马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶作为重金属离子吸附剂。