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铁有机骨架材料的快速合成及对阴离子染料的吸附性能

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环境科学 2016年第3期37卷 1016-1022页

作者：孙德帅刘亚丽张晓东秦婷婷青岛大学化学科学与工程学院青岛266071

染料废水色度高,难以生化处理,吸附法是有色废水处理的重要方法.采用常温快速合成铁有机骨架材料,通过IR和XRD对合成的材料进行表征;并研究铁有机骨架材料对阴离子染料的吸附性能.结果表明常温快速反应能够合成铁有机骨架材料,材料比表... 详细信息

染料废水色度高,难以生化处理,吸附法是有色废水处理的重要方法.采用常温快速合成铁有机骨架材料,通过IR和XRD对合成的材料进行表征;并研究铁有机骨架材料对阴离子染料的吸附性能.结果表明常温快速反应能够合成铁有机骨架材料,材料比表面积和孔体积较高,等电点p H为3.7.铁有机骨架材料在酸性条件下更容易吸附水中的阴离子染料;随染料浓度的增加,材料对染料的吸附量逐渐增大,Langmuir恒温吸附模型可以很好描述该过程,计算的吸附参数表明吸附过程容易进行.材料对染料的吸附为准二级动力学,染料结构会显著影响铁骨架材料吸附过程,络合结构的偶氮染料能够快速达到吸附平衡.

关键词：金属有机骨架材料合成阴离子染料恒温吸附吸附动力学

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阴离子染料水溶液中缔合与解缔的研究

大连理工大学学报 1996年第1期36卷 32-36页

作者：李卓舒高欣钦赵德丰大连理工大学精细化工系

对四磺酸锌酞菁钠染料及二磺酸方酸钠染料在水溶液中的缔合以及用各种阳离子试剂进行解缔现象的研究，讨论了解缔的可能性机理，通过实验总结出影响解缔的三个重要因素：染料分子的极性基团的电荷须与试剂的电荷相反；试剂中的长碳链烷... 详细信息

对四磺酸锌酞菁钠染料及二磺酸方酸钠染料在水溶液中的缔合以及用各种阳离子试剂进行解缔现象的研究，讨论了解缔的可能性机理，通过实验总结出影响解缔的三个重要因素：染料分子的极性基团的电荷须与试剂的电荷相反；试剂中的长碳链烷基对染料的解缔起很大促进作用；试剂浓度对解缔有很大影响．

关键词：酞菁染料缔合解缔阴离子染料

新型稀土离子交联海藻酸盐/改性硅藻土大颗粒复合材料的制备及对阴离子染料的吸附研究

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新型稀土离子交联海藻酸盐/改性硅藻土大颗粒复合材料的制备及对...

作者：赵宇婷内蒙古师范大学

学位级别：硕士

工业化的迅速发展导致了合成染料使用量和废水排放量的增加,使得对染料废水处理技术的研究显得尤为重要且十分紧迫,因此开发环保高效的染料废水处理技术一直是环保行业关注的重点。吸附法由于操作简单,可利用的材料丰富而被广泛应用,但... 详细信息

工业化的迅速发展导致了合成染料使用量和废水排放量的增加,使得对染料废水处理技术的研究显得尤为重要且十分紧迫,因此开发环保高效的染料废水处理技术一直是环保行业关注的重点。吸附法由于操作简单,可利用的材料丰富而被广泛应用,但传统吸附剂存在成本高、难分离及较难进行重复利用等弊端。为了提高吸附剂的综合性能,本研究以硅藻土（Dia）为原材料,通过聚丙烯酰胺（CPAM）进行改性,再分别通过La（Ⅲ）离子和Ce（Ⅲ）离子交联聚合海藻酸钠（SA）骨架成功制备了两种稀土离子交联海藻酸盐/改性硅藻土大颗粒复合物（CPAM-Dia/SA-La和CPAM-Dia/SA-Ce）,采用SEM-EDS、FT-IR、UV-vis、XRD、BET和XPS等分析方法对其进行了表征。以两种复合颗粒物作为生物吸附剂,通过CPAM-Dia/SA-La对酸性蓝（AB 113）和刚果红（CR）染料的吸附及CPAM-Dia/SA-Ce对酸性蓝（AB 80）和直接绿（DG 6）染料的吸附,获得了复合材料的制备条件和吸附条件,评价了两种生物吸附剂对染料的吸附效能,具体研究结果如下:（1）CPAM-Dia/SA-La和CPAM-Dia/SA-Ce复合凝胶材料优化的制备条件为:在298 K下将质量浓度为8 g/L CPAM-Dia分别加入到16 g/L和20 g/L的SA中,搅拌均匀后分别滴入到质量浓度为40 g/L的La（NO）和Ce（NO）交联剂溶液中,交联反应完成后陈化90 min取出并用去离子水洗涤至中性,干燥后分别得到目标产物CPAM-Dia/SA-La和CPAM-Dia/SA-Ce大颗粒凝胶球。（2）通过SEM-EDS、XRD、FT-IR和UV-Vis等一系列技术手段对样品进行表征,结果表明:分别成功合成的大颗粒型复合凝胶材料CPAM-Dia/SA-La和CPAM-Dia/SA-Ce表面具有丰富的分层结构和深浅不一、凹凸不平的不规则褶皱沟纹,颗粒的直径均大于1.3 mm,吸附污染物后易与水体分离,可有效防止对环境产生的二次污染。对CPAM-Dia/SA-Ce凝胶球进行了比表面积和孔径分析,可知其比表面积和孔容分别为3.10 m/g和0.0024 cm/g,属于以介孔为主的吸附材料。（3）CPAM-Dia/SA-La复合凝胶材料对AB 113和CR阴离子染料吸附的优化条件为:AB 113和CR染料溶液的初始浓度分别为3500mg/L和1900 mg/L,其自然p H值分别为7.08和9.94,在吸附时间均为60 min时,CPAM-Dia/SA-La复合材料在298 K下对AB 113和CR的吸附量和相应的去除率分别可达2696 mg/g和92.4%、1477mg/g和93.3%。在p H=2.0时吸附量和去除率达到最高,分别为2907mg/g和99.7%、1578 mg/g和99.5%,然后随着p H值增加到10而略有下降。所以复合凝胶材料可有效用于自然酸度染料废水的高效处理,此时复合材料对AB 113的吸附量是是硅藻土吸附量的48倍。CPAM-Dia/SA-Ce复合凝胶材料对AB 80和DG 6阴离子染料吸附的优化条件为:AB 80和DG 6染料溶液的初始浓度均为1500mg/L,其自然p H值分别为6.83和8.20,在吸附时间均为60 min时,CPAM-Dia/SA-Ce复合材料在298 K下对AB 80和DG 6的吸附量和相应的去除率分别可达1188 mg/g和95.5%、1171 mg/g和93.7%。且在p H=2.0时吸附量和去除率达到最高,分别为1208 mg/g和96.6%、1232 mg/g和98.5%,然后随着p H值增加到8而略有下降,所以复合凝胶材料可有效用于自然酸度染料废水的高效处理,此时复合材料对AB 80和DG 6的吸附量是硅藻土吸附量的3.4和7.5倍。（4）两种复合凝胶材料对4种染料吸附速度快、平衡时间较短,吸附过程均能用拟二级速率模型描述,等温吸附均符合Langmuir模型,吸附反应均为放热、混乱度增大的自发反应。（5）通过两种复合凝胶材料吸附阴离子染料前后的FT-IR、UV-Vis和XPS分析结果说明复合材料对4种阴离子染料的吸附作用以静电吸附、氢键作用和络合反应为主要吸附机制。（6）吸附染料饱和的CPAM-Dia/SA-La和CPAM-Dia/SA-Ce复合凝胶材料分别可以用0.03 mol/L EDTA溶液和5%镧离子以及铈离子溶液再生并循环使用至少三次。作为环境友好、易与水体分离的生物吸附剂,研究制得的CPAM-Dia/SA-La和CPAM-Dia/SA-Ce两种复合凝胶球具有原料绿色易得、合成方法简单、吸附容量大、染料废水p H应用范围宽、可以循环再利用等优势,在处理高浓度阴离子染料废水方面具有广阔的应用前景。

关键词：硅藻土海藻酸钠稀土离子阴离子染料吸附

壳聚糖水凝胶吸附剂的制备及其对阴离子染料的吸附性能研究

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壳聚糖水凝胶吸附剂的制备及其对阴离子染料的吸附性能研究

作者：刘云长沙理工大学

学位级别：硕士

染料废水的不合规排放不仅会对生态系统造成严重破坏,甚至会危害到人类健康。废水中染料的分离回收契合“推进污水资源化利用”这一国家重大需求。目前,商用废水处理吸附材料如活性炭、沸石等存在分离效率低、循环利用性差的问题。因此... 详细信息

染料废水的不合规排放不仅会对生态系统造成严重破坏,甚至会危害到人类健康。废水中染料的分离回收契合“推进污水资源化利用”这一国家重大需求。目前,商用废水处理吸附材料如活性炭、沸石等存在分离效率低、循环利用性差的问题。因此,本文以丙烯醛为交联剂制备壳聚糖基水凝胶,提供了一种新的合成壳聚糖基水凝胶的方法,开发了成本低、吸附容量大、可重复使用的新型壳聚糖基吸附剂(A/CS)。在最佳配比条件下合成的A/CS水凝胶具有高溶胀率、最大的比表面积和最大孔径。通过FT-IR、XPS和BET表征,证明了丙烯醛成功与壳聚糖发生交联以及A/CS存在介孔结构有利于吸附染料。通过吸附动力学和吸附等温实验探究了 A/CS对甲基蓝(AB93)的吸附特性,分别对应于拟二级动力学和Langmuir模型,吸附剂对AB93的吸附量可高达1839 mg/g。在12次吸附-解吸循环中证明了 A/CS具有良好的循环再生性。采用氢氧化钠活化A/CS水凝胶制备了 N-A/CS吸附剂。在单一染料体系中,N-A/CS对AB93的吸附动力学和吸附等温线分别符合拟二级动力学和Freundlich模型,进一步提高吸附容量至2566 mg/g,缩短吸附平衡时间为30 min。酸性环境更有利于N-A/CS去除AB93。通过FT-IR、BET和XPS等表征手段,结合分子动力学模拟探究了吸附机理,在AB93和其他阴离子染料组成的二元染料体系中,N-A/CS对AB93存在优先吸附,这是N-A/CS与AB93之间形成氢键、静电作用和分子尺寸匹配效应的作用结果。

关键词：丙烯醛壳聚糖吸附甲基蓝阴离子染料

磁性甘氨酸功能化海藻酸盐基生物凝胶复合材料的制备及对阴离子染料的吸附研究

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磁性甘氨酸功能化海藻酸盐基生物凝胶复合材料的制备及对阴离子染...

作者：申延龙内蒙古师范大学

学位级别：硕士

在印染废水的处理技术中,吸附法一直被广泛研究应用,然而吸附剂虽种类繁多,但有些传统吸附剂在使用时存在使用量大、成本高、难以分离和可能引起二次污染的弊端。为提高吸附剂的综合性能,本研究以天然生物资源海藻酸钠(SA)为基质,通过... 详细信息

在印染废水的处理技术中,吸附法一直被广泛研究应用,然而吸附剂虽种类繁多,但有些传统吸附剂在使用时存在使用量大、成本高、难以分离和可能引起二次污染的弊端。为提高吸附剂的综合性能,本研究以天然生物资源海藻酸钠(SA)为基质,通过分别与Al(Ⅲ)和Y(Ⅲ)离子交联聚合为凝胶球骨架,同时与FeO和硅藻土(Dia)进行复合,并用甘氨酸(Gly)进行功能化,分别制得磁性甘氨酸功能化海藻酸铝(Gly-Al-SA@FeO)和磁性甘氨酸功能化海藻酸钇/硅藻土(Dia-Gly-Y-SA@FeO)生物凝胶复合材料,前者以直接黑19(DB 19)和直接棕2(DB 2)两种染料作为吸附对象,后者以直接蓝106(DB 106)、刚果红(CR)和直接红13(DR 13)三种染料作为吸附对象,分别获得了两种复合材料优化的制备条件和吸附条件,通过吸附动力学和等温吸附研究评估了复合材料的吸附性能;通过SEM-EDS、XRD、FTIR、VSM、UV-Vis和XPS等表征手段对原料及吸附染料前后的Gly-Al-SA@FeO和Dia-Gly-Y-SA@FeO进行了分析,探讨了复合材料对染料的吸附机理。所得具体结果如下:(1)Gly-Al-SA@FeO复合材料优化的制备条件为:室温下将0.6 g SA溶解于25 m L 4 g/L的Gly溶液中,后将0.07 g FeO加入到SA和Gly的混合溶液中,搅拌均匀并超声0.5 h后,通过注射器均匀滴入50 m L4.3 g/L的Al(Ⅲ)离子溶液,形成大小均匀的饼状颗粒,固化3h后经洗涤、干燥得到最终的目标产物。Dia-Gly-Y-SA@FeO优化的制备条件为:在室温下将0.3 g SA溶解于25 m L 4 g/L的Gly溶液中,后将0.35 g Dia和0.06 g FeO先后超声分散溶解于SA-Gly溶液中形成混合溶液,用注射器将混合溶液滴入50 m L14 g/L的Y(Ⅲ)离子溶液中形成大小均匀的球形凝胶颗粒,固化1 h后经洗涤、烘干即得目标产物。(2)通过SEM-EDS、VSM、FTIR、XRD和UV-Vis等表征结果说明:由粉末状的SA分别成功合成了具有独特表面形貌和三维网络状结构的颗粒型复合材料Gly-Al-SA@FeO和Dia-Gly-Y-SA@FeO,且均具有良好的磁响应能力。(3)Gly-Al-SA@FeO凝胶颗粒吸附DB 19和DB 2染料的优化条件为:当吸附剂投加量分别为0.04 g和0.03 g,具有自然酸度(p H分别为9.5和8.6)的染料溶液初始浓度均为4000 mg/L,298K下的接触时间均为60 min时,吸附即达平衡,吸附量分别可达2500和3000 mg/g,去除率均在95%以上。Dia-Gly-Y-SA@FeO吸附DB 106、CR和DR 13染料的优化条件为:当复合物投加量均为0.03 g时,染料溶液浓度(p H)分别为2000mg/L(8.9)、2800mg/L(9.9)和1200mg/L(9.1),298K下的吸附时间均仅需30 min即达平衡,吸附量分别可达1611、2230和1100 mg/g,去除率均超90%。在p H为2.0-10.0的范围内两种复合材料对各自吸附对象均保持较高的吸附容量,去除率均在90%以上。两种生物凝胶复合材料对5种染料的吸附动力学均能用拟二级速率模型描述,等温吸附均符合Langmuir模型。(4)通过两种生物凝胶复合材料吸附染料机理的研究表明:复合材料对5种阴离子染料的吸附作用以静电吸附、氢键作用、配体交换和络合反应为主要吸附机制。本研究合成的两种磁性生物凝胶复合材料Gly-Al-SA@FeO和Dia-Gly-Y-SA@FeO具有原料易得、制备方法简单易操作,吸附染料速率快、所需平衡时间短、吸附容量大、适用酸度范围广等优势,且能在外加磁场下进行快速固液分离,避免二次污染,能实现环保、高效与经济成本相统一的目的,在对高浓度印染废水的处理中将具有很大的应用潜力和很好的发展前景。

关键词：海藻酸钠硅藻土 Al(Ⅲ)离子 Y(Ⅲ)离子吸附阴离子染料

磁性纤维素复合材料的制备及其吸附废水中阴离子染料的研究

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磁性纤维素复合材料的制备及其吸附废水中阴离子染料的研究

作者：陈玲长沙理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着经济的快速发展和人民生活水平的大幅度提高,水污染问题的加剧成了迫切需要解决的难题。本文利用自然界中广泛存在的纤维素为基底物质,磁性纳米粒子负载在纤维素上,通过改性制备了一系列磁性纤维素复合物的吸附剂材料,探究... 详细信息

近年来,随着经济的快速发展和人民生活水平的大幅度提高,水污染问题的加剧成了迫切需要解决的难题。本文利用自然界中广泛存在的纤维素为基底物质,磁性纳米粒子负载在纤维素上,通过改性制备了一系列磁性纤维素复合物的吸附剂材料,探究了对模拟阴离子染料废水的吸附性能,揭示了其影响规律。具体研究工作包括:(1)以天然的纤维素和易回收的MnFe2O4纳米粒子合成了一种环境友好型的磁性纤维素吸附剂MnFe2O4@Cel-g-p(AA-DMC),应用于刚果红染料的吸附。结果表明,该吸附剂最适宜pH为3,过氧单硫酸盐(PMS)可提高刚果红(CR)的去除效率,最佳浓度为0.20 g/L,最大的吸附容量为60.24 mg/g。该吸附剂的吸附模型与准二级动力学吸附模型、Freundlich等温模型更吻合,循环实验证明吸附剂可在外磁场作用下循环使用,去除效率在4轮循环吸附后仍保持稳定。此外,在CR的吸附过程中,主要的吸附机制是化学吸附,系统中还存在物理吸附、静电吸引力、氢键、n-π相互作用及PMS的活化机制。该吸附剂具有价廉、环保和高效的特点,有望应用于刚果红废水的处理。(2)制备了一种绿色高效的具有多孔结构和阳离子电荷的吸附剂(FSIL@CP),应用于阴离子染料刚果红(CR)和甲基蓝(MB)的吸附。结果表明,吸附动力学和吸附等温线模型与准二级动力学和Langmuir等温线模型更吻合,CR和MB的最大吸附容量分别为1299.30和1068.10 mg/g,高于同类型的吸附剂。吸附自发进行,均为多阶段颗粒扩散模型,FSIL@CP与CR、MB的可能吸附机理为静电吸引力、氢键作用和物理吸附的共同作用。该吸附剂再生性能优良,可重复使用,有望应用于阴离子染料废水的处理。(3)采用磁性海泡石/纤维素复合物接枝N,N'-亚甲基双(丙烯酰胺)(MBA)和1-丁基-3-乙烯基咪唑溴化铵(BVI)制备了 FSCS-cl-p(MBA-co-BVI)。该吸附剂的pH范围在3-9之间,在120min内达到吸附平衡,45℃时最大吸附容量达到1374.10mg/g。吸附动力学和等温线模型分别符合准二级模型和Langmuir模型。FSCS-cl-p(MBA-co-BVI)对CR的吸附机理可以解释为静电吸引、氢键和π-π共轭相互作用。结果表明,所制备的吸附剂是一种有效、成本低的吸附剂,有望应用于染料的处理。

关键词：磁性纳米粒子纤维素阴离子染料废水处理快速分离

改性壳聚糖微球制备及其对阴离子染料的吸附行为研究

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高校化学工程学报 2017年第2期31卷 470-477页

作者：林越呈王宏鹏龚金炎杨俊兴胡升梅乐和黄俊浙江科技学院生物与化学工程学院浙江杭州310023 中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心北京100101 浙江大学宁波理工学院生物与化学工程学院浙江宁波315100

从鱿鱼软骨中提取出壳聚糖,以壳聚糖为单体,二乙烯三胺和环氧氯丙烷作为交联剂,通过乳液交联法制备出了改性壳聚糖微球(DECM)。采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)等对改性壳聚糖微球的结... 详细信息

从鱿鱼软骨中提取出壳聚糖,以壳聚糖为单体,二乙烯三胺和环氧氯丙烷作为交联剂,通过乳液交联法制备出了改性壳聚糖微球(DECM)。采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)等对改性壳聚糖微球的结构和性能进行了表征。结果表明,所得微球具有较大的比表面积和较多的活性位点。用静态吸附法研究了微球对两种染料刚果红(CR)和酸性绿50(AG50)的吸附行为,在25℃、pH 3.0的条件下吸附过程符合准二级动力学模型,并且DECM对两种染料的吸附符合Langmuir模型,最大吸附量分别达到428.7和691.8 mg·g^(-1);由Freundlich模型分析表明,吸附行为为优惠吸附。利用0.1 mol·L^(-1) NaOH溶液经过5次吸附-解吸循环使用,微球对染料的去除率仍然能够保持在92%以上,表现出良好的吸附和再生能力。

关键词：壳聚糖微球表征阴离子染料吸附重复利用

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磁性壳聚糖衍生物对阴离子染料的吸附行为

环境科学 2015年第1期36卷 221-226页

作者：张聪璐胡筱敏赵研苏雷沈阳药科大学制药工程学院沈阳110016 东北大学资源与土木工程学院沈阳110014

以自制的阳离子磁性壳聚糖季铵盐(CS/EPTAC/Fe3O4)为吸附剂,采用静态法研究了其对酸性红1、二甲酚橙的吸附行为.结果表明,在25℃,p H=3.0的条件下,两种酸性染料的吸附等温线由Langmiur方程拟合的吸附量分别为781.55 mg·g-1和537.40 mg... 详细信息

以自制的阳离子磁性壳聚糖季铵盐(CS/EPTAC/Fe3O4)为吸附剂,采用静态法研究了其对酸性红1、二甲酚橙的吸附行为.结果表明,在25℃,p H=3.0的条件下,两种酸性染料的吸附等温线由Langmiur方程拟合的吸附量分别为781.55 mg·g-1和537.40 mg·g-1;由Frendlich方程得到的n值分别为1.71和1.92,说明染料吸附为优惠吸附;Temkin方程说明吸附剂的非均匀表面为主要吸附位.两种染料的吸附动力学符合拟二级动力学模型,说明吸附过程以化学吸附为主.与粉末活性炭相比,CS/EPTAC/Fe3O4体现出吸附性能优良,快速分离和容易再生的优点.

关键词：壳聚糖衍生物磁性阴离子染料吸附活性炭

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钢渣对阴离子染料刚果红的吸附特性和机理

同济大学学报（自然科学版） 2010年第8期38卷 1182-1187,1214页

作者：王雯谢丽王帅周琪同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092

研究了钢渣对阴离子染料刚果红的吸附,并考察了初始刚果红浓度、钢渣投加量、钢渣粒径等因素对吸附过程的影响.试验条件下,钢渣可以吸附去除95%以上的刚果红,且吸附过程不受pH值和温度的影响.钢渣单位吸附量随初始刚果红浓度的增加而增... 详细信息

研究了钢渣对阴离子染料刚果红的吸附,并考察了初始刚果红浓度、钢渣投加量、钢渣粒径等因素对吸附过程的影响.试验条件下,钢渣可以吸附去除95%以上的刚果红,且吸附过程不受pH值和温度的影响.钢渣单位吸附量随初始刚果红浓度的增加而增加,随钢渣投加量、钢渣粒径的增大而减少.钢渣吸附处理刚果红过程符合准二级吸附速率方程及Freundlich等温吸附方程.对比试验发现钢渣对阳离子孔雀石绿染料的吸附效果优于阴离子刚果红染料,但对同为阳离子染料的亚甲基蓝吸附效果却很差.电镜扫描(SEM)及红外光谱(FTIR)分析进一步表明,钢渣吸附处理阴、阳离子染料的效果,与染料在钢渣表面的结合方式密切相关,结晶体的形成有利于染料分子的吸附.

关键词：钢渣阴离子染料动力学吸附等温线红外光谱电镜扫描