检索结果-南通市图书馆

微纳米粒径生物炭的结构特征及其对Cd2+吸附机制

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环境科学 2022年第7期43卷 3682-3691页

作者：马文艳裴鹏刚高歌孙约兵农业农村部环境保护科研监测所农业农村部产地环境污染防控重点实验室天津市农业环境与农产品安全重点实验室天津300191

为探究不同微纳米粒径生物炭的结构特性和对Cd^(2+)吸附性能的影响.通过筛分法和球磨法制备不同粒径(180~250、50~75和≤20μm,分别表示为BC-1、BC-2和BC-3)玉米秸秆生物炭,利用元素分析、激光粒度分析、SEM、BET、FTIR和XPS等手段对生... 详细信息

为探究不同微纳米粒径生物炭的结构特性和对Cd^(2+)吸附性能的影响.通过筛分法和球磨法制备不同粒径(180~250、50~75和≤20μm,分别表示为BC-1、BC-2和BC-3)玉米秸秆生物炭,利用元素分析、激光粒度分析、SEM、BET、FTIR和XPS等手段对生物炭的结构进行了表征,采用静态吸附实验研究了不同初始Cd^(2+)浓度、吸附时间和pH条件下生物炭对Cd^(2+)的吸附行为与机制.结果表明,随粒径减小,生物炭表现为pH值和Zeta电位均下降、芳香性和极性降低、比表面积和孔体积增大.不同粒径生物炭对Cd^(2+)的吸附动力学符合准二级动力学模型,以化学吸附为主,其平衡时间依次为:BC-1(540 min)>BC-2(360 min)>BC-3(80 min).Langmuir模型能更好拟合Cd^(2+)在不同粒径生物炭上的吸附等温过程(R^(2)>0.97),Cd^(2+)最大吸附量随粒径减小而增大,表现为:BC-3(74.43 mg·g^(-1))>BC-2(45.71 mg·g^(-1))>BC-1(44.59 mg·g^(-1)).生物炭吸附Cd^(2+)主要机制有静电吸引、表面络合和阳离子-π作用.

关键词：生物炭微纳米粒径镉(Cd) 球磨吸附机制

可氧化再生的“核-壳”结构磁性吸附剂Mn_(0.6)Zn_(0.4)Fe_(2)O_(4)@SiO_(2)-CeO_(2)对水中氧氟沙星的吸附机制

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复合材料学报 2022年第6期39卷 2750-2763页

作者：徐冬莹谢知音余静刘建英徐成华邓志勇翟婉婷郝旗成都信息工程大学资源环境学院成都610000

为去除水中难生物降解的氧氟沙星(OFLX),突破吸附剂固液分离和再生难的瓶颈,采用SiO_(2)和CeO_(2)功能化修饰Mn_(0.6)Zn_(0.4)Fe_(2)O_(4)磁性纳米颗粒,制备得到磁性纳米复合物吸附剂Mn_(0.6)Zn_(0.4)Fe_(2)O_(4)@SiO_(2)-CeO_(2),利用XRD、FTIR、SEM、TEM、和振动样品磁强计等对Mn_(0.6)Zn_(0.4)Fe_(2)O_(4)@SiO_(2)-CeO_(2)进行了系统表征。3种动力学模型(拟一级动力学、拟二级动力学和颗粒内扩散模型)、3种等温线模型(Langmuir、Freundlich和D-R模型)和吸附热力学的研究结果表明:该吸附过程的速率由颗粒内扩散和液膜扩散等多种因素共同控制;该吸附过程以物理吸附为主,化学吸附为吸附速率控制步骤;吸附过程可自发进行,为放热和熵减小的过程。FTIR和XRD的表征结果表明,π-π共轭作用、分子间氢键和配位作用等是Mn_(0.6)Zn_(0.4)Fe_(2)O_(4)@SiO_(2)-CeO_(2)和OFLX之间的主要相互作用力。经6次吸附-氧化原位再生循环后,Mn_(0.6)Zn_(0.4)Fe_(2)O_(4)@SiO_(2)-CeO_(2)对OFLX平衡吸附量为27.00 mg·g^(−1)。研究结果可为难生物降解的OFLX的控制技术研究提供基础理论数据。

关键词：磁性吸附剂 CeO_(2) 氧化再生氧氟沙星吸附机制 “核-壳”结构

壳聚糖改性生物炭的制备及其对水溶液中Cd^(2+)的吸附机制

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环境科学 2024年第2期45卷 873-884页

作者：姜凌安靖玥岳小琼李亚雄夏秋乐祝婷文佳柴丽红长安大学水利与环境学院西安710054 长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室西安710054 长安大学土地工程学院西安710054

以猕猴桃枝为原料,壳聚糖作为胺基表面改性剂,制备了一种绿色环保、对环境中重金属有良好吸附效果的功能性生物炭材料.采用批量吸附实验研究了改性前后生物炭的吸附性能.借助SEM-EDS、FTIR和XPS表征方法,分析了改性前后生物炭的形貌结... 详细信息

以猕猴桃枝为原料,壳聚糖作为胺基表面改性剂,制备了一种绿色环保、对环境中重金属有良好吸附效果的功能性生物炭材料.采用批量吸附实验研究了改性前后生物炭的吸附性能.借助SEM-EDS、FTIR和XPS表征方法,分析了改性前后生物炭的形貌结构和官能团变化,探究了其对溶液中Cd^(2+)的吸附机制.结果表明,改性后的生物炭表面,引入了羟基(—OH)、羰基(—C=O)和氨基(—NH_(2))等基团,显著提高了吸附性能,对Cd^(2+)的吸附量较改性前增加107.12%.Lagergren准二级动力学模型和Langmuir等温吸附方程能较好地描述吸附过程,说明吸附速率由材料表面活性位点决定,吸附过程以化学吸附为主.对Cd^(2+)的吸附机制主要是配位作用、表面沉淀作用、离子交换作用和阳离子—π键作用,吸附过程为自发的吸热过程.经过5次吸附-解吸循环后,改性后生物炭对Cd^(2+)的吸附容量仍保持在初始吸附量的80%以上,表现出良好的可重复利用性.研究成果体现绿色化学的理念,所制备的壳聚糖改性生物炭可应用于镉污染水体和土壤的修复.

关键词：生物炭壳聚糖吸附剂镉(Cd)污染吸附机制

大孔结构二氧化硅结构设计及其重金属吸附机制

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中国有色金属学报 2023年第11期33卷 3864-3878页

作者：廉铭铭陈庆庆李超然王龙飞赵林林牛利永张治军李小红河南大学纳米材料工程研究中心开封475004 洛阳理工学院环境工程与化学学院洛阳471000 河南省土壤重金属污染监测与修复重点实验室济源459000

采用液相原位表面修饰技术,分别制备了胺基、巯基功能化的大孔结构纳米二氧化硅材料(SiO_(2)-N和SiO_(2)-S),分析了SiO_(2)-N和SiO_(2)-S的结构,并考察了其对重金属离子的吸附性能,通过XPS、Zeta电位探究了其吸附机制。结果表明:制备的S... 详细信息

采用液相原位表面修饰技术,分别制备了胺基、巯基功能化的大孔结构纳米二氧化硅材料(SiO_(2)-N和SiO_(2)-S),分析了SiO_(2)-N和SiO_(2)-S的结构,并考察了其对重金属离子的吸附性能,通过XPS、Zeta电位探究了其吸附机制。结果表明:制备的SiO_(2)-N和SiO_(2)-S具有较大的孔径,分别为30.02和27.04 nm,对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的最大吸附量分别为104.8和85.0mg/g;SiO_(2)-N和SiO_(2)-S与重金属离子的配位机制符合内层配位模型,且SiO_(2)-N和SiO_(2)-S对重金属离子具有较好的选择反应性,共存离子对SiO_(2)-N和SiO_(2)-S的重金属吸附性能无明显影响。大孔结构二氧化硅材料制备工艺简单、易批量生产,较同类纳米材料成本大幅度降低,具有较好的应用前景。

关键词：重金属污染纳米二氧化硅大孔结构表面改性吸附机制

二硫化钼-水滑石复合材料对水中Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附机制

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环境化学 2024年第2期43卷 454-463页

作者：苏欣悦李静于海琴温蓓裴志国闫良国济南大学水利与环境学院济南250022 环境化学与生态毒理学国家重点实验室中国科学院生态环境研究中心北京100085

二维层状纳米材料可以有效去除水中的重金属,而吸附机制一直是研究难点和热点.为进一步提升材料性能,明确吸附反应机制,以典型的水滑石和二硫化钼为原料,采用共沉淀法制备镁铝水滑石,然后利用水热法负载二硫化钼,制备了复合材料(MoS_(2)... 详细信息

二维层状纳米材料可以有效去除水中的重金属,而吸附机制一直是研究难点和热点.为进一步提升材料性能,明确吸附反应机制,以典型的水滑石和二硫化钼为原料,采用共沉淀法制备镁铝水滑石,然后利用水热法负载二硫化钼,制备了复合材料(MoS_(2)-LDH).结果表明,MoS_(2)-LDH对水中Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附作用机制包括沉淀、络合、同晶置换和静电吸引作用,其中沉淀作用为主导,贡献率占46.57%—58.32%,其次为络合作用(27.15%—32.08%)和同晶置换作用(10.75%—17.86%),静电吸引的贡献最小(3.33%—4.26%);吸附过程与拟二级动力学方程和Langmuir模型相符,最大吸附量达到48.31、71.33、77.16 mg·g^(-1).对高效去除重金属的吸附机制的详细研究,可为二维复合材料的设计合成提供理论支撑.

关键词：重金属废水吸附机制沉淀络合作用

富里酸改性FeMnNi-LDH复合材料对水中砷镉的吸附性能与机制

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环境科学 2023年第5期44卷 2646-2660页

作者：何雅馨柯心怡魏世强蒋珍茂西南大学资源环境学院重庆400715 重庆市农业资源与环境研究重点实验室重庆400715

水体中的As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)重金属离子具有潜在的毒性,且能通过食物链等方式转移富集进入人体,进而威胁人体健康.选用富里酸(FA)作为铁锰镍层状双氢氧化物(FeMnNi-LDH)的修饰物,采用共沉淀法制备出能够同时吸附As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)阴阳离子的稳... 详细信息

水体中的As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)重金属离子具有潜在的毒性,且能通过食物链等方式转移富集进入人体,进而威胁人体健康.选用富里酸(FA)作为铁锰镍层状双氢氧化物(FeMnNi-LDH)的修饰物,采用共沉淀法制备出能够同时吸附As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)阴阳离子的稳定层状复合材料(FA@FeMnNi-LDH),主要提升了其对Cd(Ⅱ)的吸附容量.利用XRD、TEM、FT-IR和XPS等技术对其结构进行表征,并探讨其对水体中As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)的吸附去除能力和机制.结果表明,经筛选出的具有结构稳定和最大FA负载率、且达到最优吸附性能的复合材料有层状双氢氧化物的典型特征峰.复合材料对As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)的吸附动力学符合准二级动力学模型,等温吸附曲线符合Langmuir模型,25℃时最大吸附量分别为249.60 mg·g^(-1)和156.50 mg·g^(-1).该复合材料在pH为2~7和4~7范围内,分别对As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)有较好的吸附效果.水中共存的常见阴离子对As(Ⅲ)的竞争吸附影响大小顺序为:PO^(3-)_(4)>CO_(2-)^(3)>NO_(3)^(-),常见阳离子对Cd(Ⅱ)的竞争吸附影响大小顺序为:Pb^(2+)>Cu^(2+)>K^(+),复合材料对As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)的吸附量均随着竞争离子浓度的增加而减少.复合材料对As(Ⅲ)的吸附机制主要为LDH层间离子交换,对Cd(Ⅱ)的吸附机制主要为负载的FA配位络合.综上,制备出的FA@FeMnNi-LDH复合材料对水中As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)复合体系的吸附去除和毒性控制具有良好的应用前景.

关键词：层状双金属氢氧化物(LDH) 富里酸(FA) 改性砷镉复合污染吸附机制

丙烯酸钠-玉米芯接枝共聚物的制备及其对Ni^(2+)的吸附机制

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复合材料学报 2021年第6期38卷 1939-1949页

作者：陈尚龙唐仕荣徐州工程学院食品与生物工程学院徐州221018 徐州工程学院江苏省食品资源开发与质量安全重点建设实验室徐州221018

为探索利用农业废弃物玉米芯制备高效吸附材料去除水溶液中重金属离子的可行性。利用原子转移自由基聚合(ATRP)技术将大量对重金属离子具有较强亲和能力的羧基嫁接到玉米芯表面,制备出丙烯酸钠-玉米芯接枝共聚物(MC-g-PGMA-g-PAA-Na),... 详细信息

为探索利用农业废弃物玉米芯制备高效吸附材料去除水溶液中重金属离子的可行性。利用原子转移自由基聚合(ATRP)技术将大量对重金属离子具有较强亲和能力的羧基嫁接到玉米芯表面,制备出丙烯酸钠-玉米芯接枝共聚物(MC-g-PGMA-g-PAA-Na),同时采用热重、FTIR、SEM、EDS和XPS对吸附Ni^(2+)前后的吸附材料进行表征,研究其吸附机制。结果表明MC-g-PGMA-g-PAA-Na可以有效地去除水溶液中的Ni^(2+),其羧基含量达到6.02 mmol·g^(-1),是改性前的35.4倍。MC-g-PGMA-g-PAA-Na与含有Ni^(2+)溶液接触后,主要是其含有的羧基吸附了溶液中Ni^(2+),并形成了羧酸镍,吸附前后Ni^(2+)的价态没有发生变化,羧基与Ni^(2+)的配位方式主要是双齿桥式。同时MC-g-PGMA-g-PAA-Na含有的Na+全部释放到溶液中,说明该吸附过程伴有Na+与Ni^(2+)的阳离子交换。

关键词：丙烯酸钠接枝共聚物 Ni^(2+) 吸附机制原子转移自由基聚合

生物炭/Ca/La-LDH对水中磷酸盐的高选择性吸附机制

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中国环境科学 2024年

作者：高敬毅崔佳丽杨栋山西省市政工程研究生教育创新中心太原理工大学环境科学与工程学院

为了缓解水体富营养化，实现高选择性去除磷酸盐，采用简单共沉淀法制得椰壳生物炭/Ca/La层状双金属氢氧化物（Ca/La-LDH）复合新型吸附剂（CLYK）。通过SEM-EDS、BET、XRD、FTIR和XPS等对材料进行表征，研究了金属负载量、吸附剂投加... 详细信息

为了缓解水体富营养化，实现高选择性去除磷酸盐，采用简单共沉淀法制得椰壳生物炭/Ca/La层状双金属氢氧化物（Ca/La-LDH）复合新型吸附剂（CLYK）。通过SEM-EDS、BET、XRD、FTIR和XPS等对材料进行表征，研究了金属负载量、吸附剂投加量、初始pH值、共存离子及有机物对吸附磷酸盐的影响，以及吸附动力学、等温线、热力学和位点能量分布的特征。结果表明：CLYK对磷酸盐有良好的吸附性能，在金属负载量为70%，投加量为1 g/L，pH值为5时，最大吸附容量为214.742 mg/g。CLYK的pH值适用范围广，在3～10之间具有较大的吸附容量，共存离子及有机物存在下表现出对磷酸盐的高选择性吸附，吸附解吸循环试验证明了CLYK具有较好的可重复利用性。CLYK吸附磷酸盐过程符合Freundlich和准二级动力学模型，主要为多层化学吸附，热力学分析结果表明吸附为自发吸热反应。吸附机制包括化学沉淀、通过配体交换形成内球络合和静电吸引。

关键词： Ca/La-LDH 吸附机制磷酸盐生物炭

浒苔生物炭对雨水径流中氨氮的吸附特性及吸附机制

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环境科学 2021年第1期42卷 274-282页

作者：陈友媛李培强李闲驰孙萍赵新月李洁李晋辛至然中国海洋大学环境科学与工程学院青岛266100 中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室青岛266100 中国海洋大学山东省海洋环境地质工程重点实验室青岛266100 山东省青岛第九中学青岛266100

为探究生物滞留池填料(浒苔生物炭)处理雨水径流氨氮(NH+4-N)的去除效果及机制,进行室内批量吸附实验,在对浒苔生物炭进行碱改性(1、2和3 mol·L^(-1)NaOH改性,分别标记为BC1、BC2和BC3)基础上,开展改性前后浒苔生物炭对NH+4-N吸附性能... 详细信息

为探究生物滞留池填料(浒苔生物炭)处理雨水径流氨氮(NH+4-N)的去除效果及机制,进行室内批量吸附实验,在对浒苔生物炭进行碱改性(1、2和3 mol·L^(-1)NaOH改性,分别标记为BC1、BC2和BC3)基础上,开展改性前后浒苔生物炭对NH+4-N吸附性能研究.结果表明:①适宜浓度的碱改性提高了浒苔生物炭的比表面积和表面微观结构,增加了O元素含量,丰富了表面官能团,其中BC2改性效果最好.②浒苔生物炭对NH+4-N的吸附在pH值9.0和生物炭投加量0.5 g·L^(-1)时,吸附量最大,BC1和BC2的吸附量比BC分别提高6.4%和10.8%,BC3则降低13.7%,BC2吸附效果最好,饱和吸附量达16.76 mg·g^(-1).③浒苔生物炭对NH+4-N的吸附机制为单分子层的化学吸附,吸附过程受到生物炭的高pH值、孔隙的静电吸引以及表面羟基(—OH)、羧基(—COOH)和碳氧单键(C—O)等官能团的络合氧化等的促进作用.综上所述,适量的NaOH来改性浒苔生物炭能够提高对NH+4-N的吸附效果,可作生物滞留池的填料来去除NH+4-N污染.

关键词：生物滞留池浒苔生物炭氨氮吸附特性吸附机制