羧基化柚子皮吸附Cd^(2+)的性能与机制

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作者 陈尚龙 刘恩岐 +3 位作者 赵节昌 陈安徽 刘辉 苗敬芝 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第20期283-289,共7页

为探索利用食品加工废弃物柚子皮制备一种重金属离子吸附材料的可行性,通过NaOH将柚子皮中甲酯化的羧基水解成羧酸,再利用TEMPO/次氯酸钠/溴化钠体系将柚子皮中C-6位伯羟基氧化成羧酸,制备出一种羧基化柚子皮吸附材料,同时采用FTIR、SEM... 为探索利用食品加工废弃物柚子皮制备一种重金属离子吸附材料的可行性,通过NaOH将柚子皮中甲酯化的羧基水解成羧酸,再利用TEMPO/次氯酸钠/溴化钠体系将柚子皮中C-6位伯羟基氧化成羧酸,制备出一种羧基化柚子皮吸附材料,同时采用FTIR、SEM-EDS和XPS对柚子皮和吸附Cd^(2+)前后的羧基化柚子皮进行表征,研究其吸附机制。结果表明羧基化柚子皮中羧基含量为2.34 mmol/g,是改性前的10.64倍,且可以有效地去除水溶液中Cd^(2+)。羧基化柚子皮吸附Cd^(2+)更符合Langmuir和伪二阶动力学模型,属于单层化学吸附,对Cd^(2+)的最大吸附量为76.16 mg/g,是改性前的5.81倍。羧基化柚子皮中羧基(-COO^(-))是吸附Cd^(2+)的功能性基团,吸附后形成羧酸镉,其中镉以Cd^(2+)的形式存在,与-COO^(-)的配位方式主要是双齿桥式,该吸附过程是一个阳离子(Na^(+)和Cd^(2+))交换的过程。 展开更多

关键词 羧基 柚子皮 cd^(2+) 吸附性能 吸附机制

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壳聚糖吸附Cd^(2+)的机理 被引量：18

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作者 丁纯梅 宋庆平 王岚岚 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期203-204,共2页

The complex of a high deacetylated chitosan with Cd 2+ was prepared and characterized by XPS and IR. A mechanism of adsorption of Cd 2+ onto chitosan molecule is proposed that both physical adsorption and chemical ads... The complex of a high deacetylated chitosan with Cd 2+ was prepared and characterized by XPS and IR. A mechanism of adsorption of Cd 2+ onto chitosan molecule is proposed that both physical adsorption and chemical adsorption occurr between Cd 2+ and -NH 2. 展开更多

关键词 壳聚糖 吸附机理 镉(Ⅱ) 配位 金属离子

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微生物陈化可提升麦秆水热炭对Cd^2+吸附性能 被引量：4

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作者 花昀 刘杨 +4 位作者 冯彦房 何华勇 杨梖 杨林章 薛利红 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1613-1622,共10页

为提升水热炭对Cd^2+的吸附性能,使用麦秆水热炭,在厌氧发酵条件下对其进行微生物陈化改良,通过扫描电镜(SEM)、比表面积和孔分析(BET)、红外光谱分析(FTIR)、X射线光电子能谱分析(XPS)等现代技术手段对水热炭微生物改良前后的表面特性... 为提升水热炭对Cd^2+的吸附性能,使用麦秆水热炭,在厌氧发酵条件下对其进行微生物陈化改良,通过扫描电镜(SEM)、比表面积和孔分析(BET)、红外光谱分析(FTIR)、X射线光电子能谱分析(XPS)等现代技术手段对水热炭微生物改良前后的表面特性进行了系统表征,并通过吸附实验考察了微生物陈化过程对水热炭吸附Cd^2+的过程及机制。结果表明:随陈化时间的增加,水热炭的比表面积提升近5倍;pH由酸性逐渐接近中性;水热炭陈化后表面负电荷增多;O/C增加、H/C减少;表面C-C键强度降低,而含氧官能团相对强度增加。微生物陈化过程显著提升了水热炭对Cd^2+的吸附能力。微生物陈化水热炭对Cd^2+的吸附能力与体系pH值和温度呈正相关。微生物陈化水热炭对Cd^2+的吸附机制以化学吸附为主导,主要为单分子层均相吸附;官能团络合、表面静电作用、离子交换、π键配位作用对Cd^2+的吸附起到了重要作用。研究表明,微生物陈化处理可显著改变水热炭的孔隙结构并提升对Cd^2+的吸附性能。 展开更多

关键词 水热炭 微生物陈化 cd^2+ 吸附机制

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乙二胺四乙酸(EDTA)改性磁性壳聚糖对Cd^(2+)的吸附性能 被引量：4

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作者 于硕 吴占超 匡少平 《青岛科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2021年第2期58-65,共8页

成功制备了乙二胺四乙酸(EDTA)改性的磁性壳聚糖,并通过红外光谱,X射线衍射,热重分析和扫描电镜对其结构和形貌进行了表征。对吸附剂的吸附性能研究表明:在pH=5,T=298 K,ρ0=200 mg·L^(-1),t=30 min的吸附条件下,吸附剂对Cd^(2+)... 成功制备了乙二胺四乙酸(EDTA)改性的磁性壳聚糖,并通过红外光谱,X射线衍射,热重分析和扫描电镜对其结构和形貌进行了表征。对吸附剂的吸附性能研究表明:在pH=5,T=298 K,ρ0=200 mg·L^(-1),t=30 min的吸附条件下,吸附剂对Cd^(2+)的饱和吸附量为176.32 mg·g^(-1)。吸附剂吸附行为符合二级动力学模型和Langmuir等温模型。吸附剂再生5次仍有较好的吸附性能。 展开更多

关键词 磁性壳聚糖 乙二胺四乙酸(EDTA) cd^(2+) 吸附

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壳聚糖、铁锰改性稻壳生物炭的表征及其Cd^(2+)吸附性能研究 被引量：7

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作者 王江南 孙晓雪 +4 位作者 杨玲辉 姜楠 张淼 刘遵奇 赫天一 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1964-1973,共10页

为改善稻壳炭对Cd^(2+)的吸附能力,分别选用壳聚糖、硝酸铁与高锰酸钾对稻壳生物炭进行改性,成功制备了壳聚糖改性稻壳炭(C-BC)和铁锰改性稻壳炭(FM-BC),表征了各稻壳炭的基础理化性质,包括比表面积分析(BET)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)... 为改善稻壳炭对Cd^(2+)的吸附能力,分别选用壳聚糖、硝酸铁与高锰酸钾对稻壳生物炭进行改性,成功制备了壳聚糖改性稻壳炭(C-BC)和铁锰改性稻壳炭(FM-BC),表征了各稻壳炭的基础理化性质,包括比表面积分析(BET)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射表征(XRD),进行了动力学吸附实验和等温吸附实验,并在不同pH和投加量条件下,研究了改性生物炭对Cd^(2+)的吸附量和去除率。结果表明:两种改性方式均减小了稻壳炭的比表面积和总孔隙体积;FM-BC含有Mn-O、Fe-O的特征官能团,此外改性前后稻壳炭的官能团类型基本不变;两种改性方式均使稻壳炭产生了对应的晶体结构变化。两种改性炭对Cd^(2+)动力学吸附特征均符合准二级动力学模型,颗粒内扩散模型均分为3个阶段,对Cd^(2+)等温吸附特征均符合Langmuir模型;C-BC和FM-BC的最大吸附量分别为25.51 mg·g^(-1)和16.25 mg·g^(-1),是BC(14.97 mg·g^(-1))的1.7倍和1.08倍。随着溶液pH增加,C-BC和FMBC的吸附量和去除率逐渐增加,且始终高于BC;随着投加量的增加,C-BC和FM-BC的Cd^(2+)去除率逐渐增加,而吸附量逐渐降低。两种改性方式均能够在一定程度上提高稻壳炭对Cd^(2+)的吸附能力,均以单分子层化学吸附占主导,C-BC的最大吸附量明显高于FM-BC,适度调整溶液pH和投加量可改善改性稻壳炭的Cd^(2+)吸附效果。 展开更多

关键词 生物炭 改性 壳聚糖 铁锰 吸附 cd^(2+)

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玉米芯-污泥基改性复合活性炭对废水中Cd^(2+)的吸附特性 被引量：1

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作者 易倡锐 汪彩文 孟杨 《河南科技》 2019年第1期136-138,共3页

本文以废弃物普通玉米芯和城市污泥为研究原料,通过碳酸钾改性、碳化方法,制备玉米芯-污泥基改性复合活性炭吸附剂。同时,探究了不同复配比例吸附剂受添加剂量、粒径、废水初始浓度等因素的影响程度,以优化复合吸附剂的复配比,并利用扫... 本文以废弃物普通玉米芯和城市污泥为研究原料,通过碳酸钾改性、碳化方法,制备玉米芯-污泥基改性复合活性炭吸附剂。同时,探究了不同复配比例吸附剂受添加剂量、粒径、废水初始浓度等因素的影响程度,以优化复合吸附剂的复配比,并利用扫描电子显微镜(SEM/EDS)、傅里叶红外光谱等手段进行检测分析。研究表明,玉米芯与污泥的复配比为1∶3、粒径为0.83mm吸附剂受废水初始浓度影响较大,当废水初始浓度为50mg/L污泥基改性复合活性炭可适用于吸附低浓度重金属Cd^(2+)废水,实现低浓度Cd^(2+)的固化转移。 展开更多

关键词 玉米芯-污泥基 活性炭 cd^2+ 吸附机理

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SiO_(2)@松香基阳离子交换树脂对水中微量Cd吸附 被引量：3

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作者 杨建林 胡迎丽 +3 位作者 李伟源 韦伟 夏璐 雷福厚 《化学研究与应用》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期18-25,共8页

以硅胶为核,马来海松酸丙烯酸乙二醇酯和甲基丙烯酸为功能单体,采用涂覆悬浮聚合法合成了核壳型SiO_(2)@松香基阳离子交换树脂(SiO_(2)@RCER),研究了其对水中微量Cd^(2+)的静态吸附性能。结果表明,在Cd^(2+)溶液浓度为0.5 mg·L^(-1... 以硅胶为核,马来海松酸丙烯酸乙二醇酯和甲基丙烯酸为功能单体,采用涂覆悬浮聚合法合成了核壳型SiO_(2)@松香基阳离子交换树脂(SiO_(2)@RCER),研究了其对水中微量Cd^(2+)的静态吸附性能。结果表明,在Cd^(2+)溶液浓度为0.5 mg·L^(-1),pH=6.0,温度为303 K,吸附剂用量为10 g·L^(-1)时,Cd^(2+)去除率可达到100%;SiO_(2)@RCER对Cd^(2+)的吸附符合准二级动力学方程以及Langmuir吸附等温线,表明吸附过程为单分子层化学吸附。吸附前后材料的XPS图谱表明:SiO_(2)@RCER对Cd^(2+)吸附主要涉及Na^(+)以及溶液中的Cd^(2+)的阳离子交换。该吸附剂在对Cd^(2+)、Pb^(2+)浓度超标的矿区废水吸附处理后,高毒重金属浓度均达到国家生活饮用水水源水质一级标准(CJ3020-93),其他离子浓度也有所降低。 展开更多

关键词 SiO_(2)@松香基阳离子交换树脂 cd^(2+)离子 吸附机理 XPS

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腐植酸和巯基改性生物炭对水中Cd^(2+)的吸附性能和机制研究 被引量：1

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作者 来张汇 张小龙 +2 位作者 何慕雨 方若超 孙盛进 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2049-2058,共10页

本研究以水稻秸秆为原料制备生物炭(BC300),通过使用腐植酸和3-巯丙基三甲氧基硅烷(3-MPTS)丰富其表面官能团,得到腐植酸改性生物炭(HBC300)和巯基改性生物炭(SBC300)两种改性生物炭,分析改性生物炭对Cd^(2+)的吸附能力,借助FT-IR、XPS... 本研究以水稻秸秆为原料制备生物炭(BC300),通过使用腐植酸和3-巯丙基三甲氧基硅烷(3-MPTS)丰富其表面官能团,得到腐植酸改性生物炭(HBC300)和巯基改性生物炭(SBC300)两种改性生物炭,分析改性生物炭对Cd^(2+)的吸附能力,借助FT-IR、XPS和Boehm滴定等表征手段和密度泛函理论(DFT)计算探究改性生物炭的理化性质及官能团对吸附Cd^(2+)的作用。结果表明:改性过程改变了生物炭的理化性质,HBC300表面增加了—COOH和—OH官能团,而SBC300表面—COC、—CO和—SH官能团增多。通过丰富其生物炭表面官能团提升了生物炭对Cd^(2+)吸附反应速率和吸附性能,表现出改性生物炭在水中去除Cd^(2+)的潜力。其中,SBC300对Cd^(2+)吸附效果最佳,其最大平衡吸附容量为49.5 mg·g^(-1),但吸附反应速率小于HBC300,符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型,此吸附过程为单分子层吸附并受化学吸附控制。表征数据及DFT计算拟合数据结果表明,生物炭表面修饰官能团加快了对Cd^(2+)吸附反应速率,但—COC和—CO官能团限制了SBC300对Cd^(2+)的吸附反应速率。 展开更多

关键词 改性生物炭 cd^(2+) 吸附机制 DFT计算

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EDTA-壳聚糖的制备及其对Cd^(2+)的吸附作用研究 被引量：1

9

作者 杨锡洪 辛荣玉 +4 位作者 张景禹 于文露 张俊逸 李钰金 解万翠 《轻工学报》 CAS 2018年第6期1-7,共7页

通过EDTA-2Na对壳聚糖进行酰化改性制备EDTA-壳聚糖,采用单因素试验结合正交试验确定EDTA-壳聚糖的最佳制备条件,并将其与壳聚糖盐酸盐、壳聚糖季铵盐、羟丙基壳聚糖、壳聚糖乳酸盐对Cd^(2+)的吸附性能进行对比.结果表明:1) EDTA-壳聚... 通过EDTA-2Na对壳聚糖进行酰化改性制备EDTA-壳聚糖,采用单因素试验结合正交试验确定EDTA-壳聚糖的最佳制备条件,并将其与壳聚糖盐酸盐、壳聚糖季铵盐、羟丙基壳聚糖、壳聚糖乳酸盐对Cd^(2+)的吸附性能进行对比.结果表明:1) EDTA-壳聚糖的最佳制备条件为EDTA-2Na与壳聚糖的质量比2∶1,pH值5. 5,EDAC浓度40 mmol/L,反应时间16 h.在此条件下进行验证试验,得出EDTA-壳聚糖对Cd^(2+)的平均吸附率达53. 04%. 2)对比试验表明,在同一条件下,EDTA-壳聚糖对Cd^(2+)的吸附效果,均优于其他壳聚糖衍生物. 展开更多

关键词 EDTA-壳聚糖 酰化改性 cd^2+吸附

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伊利石合成矿物吸附剂对水中Cd^(2+)和Pb^(2+)吸附研究

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作者 王旻 石林 《非金属矿》 CSCD 北大核心 2022年第4期15-18,共4页

为提高伊利石对水中Cd^(2+)和Pb^(2+)的吸附能力,将伊利石与活化辅料石膏、石灰石和白云石组成伊利石-硫酸盐-碳酸盐矿物体系,焙烧活化制备新型矿物吸附材料(MAM),对合成过程进行热重差热分析。考察了吸附时间、溶液初始pH值和吸附剂投... 为提高伊利石对水中Cd^(2+)和Pb^(2+)的吸附能力,将伊利石与活化辅料石膏、石灰石和白云石组成伊利石-硫酸盐-碳酸盐矿物体系,焙烧活化制备新型矿物吸附材料(MAM),对合成过程进行热重差热分析。考察了吸附时间、溶液初始pH值和吸附剂投加量对MAM单一和竞争吸附Cd^(2+)和Pb^(2+)的影响,并分析吸附过程动力学。结果表明,在25℃、pH值为4、吸附时间为1 h的条件下,MAM对Cd^(2+)和Pb^(2+)的吸附率达98.91%和99.87%,吸附过程符合拟二阶动力学,以多分子层化学吸附为主。竞争吸附对Cd^(2+)去除影响更大,对Pb^(2+)的影响较小。MAM吸附机理与离子交换、表面沉淀、吸附作用相关。 展开更多

关键词 伊利石 焙烧活化 矿物吸附材料 cd^(2+) Pb^(2+) 吸附机理

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Cu^(2+)壳聚糖螯合物及壳聚糖吸附Cu^(2+)机理的XPS研究 被引量：30

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作者 季君晖 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2000年第1期115-116,共2页

The compositions and bonding energies of elements C, O and N in the surfaces of chitosan and Cu 2+ chitosan chelate have been investigated by XPS. An adsorption mechanism is proposed by which the adsorption occurs thr... The compositions and bonding energies of elements C, O and N in the surfaces of chitosan and Cu 2+ chitosan chelate have been investigated by XPS. An adsorption mechanism is proposed by which the adsorption occurs through a chelating reaction between Cu 2+ and —NH 2 on the surface of chitosan. 展开更多

关键词 吸附机理 XPS 铜离子 壳聚糖

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铁改性煤矸石去除废水中镉的研究

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作者 白雪莉 蒲彦君 +1 位作者 周建民 税永红 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期272-277,284,共7页

废水中的镉会严重威胁环境和人体健康。采用水热法制备铁改性煤矸石,并将其应用于含镉废水的处理。利用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积(BET)和Zeta电位等方法对材料的结构和表面性质进行分析,研究铁改性煤... 废水中的镉会严重威胁环境和人体健康。采用水热法制备铁改性煤矸石,并将其应用于含镉废水的处理。利用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积(BET)和Zeta电位等方法对材料的结构和表面性质进行分析,研究铁改性煤矸石对Cd^(2+)的吸附行为,考察了pH和共存离子等因素对其吸附性能的影响,探讨了其吸附动力学、吸附等温线。结果表明:铁改性煤矸石经改性后其比表面积提高了2.85倍,最佳反应pH为8,共存离子CO_(3)^(2-)、SO_(4)^(-)、F-促进吸附反应;据伪二级动力学和Freundlich吸附等温式,表明对Cd^(2+)的吸附是单分子层化学吸附,吸附过程是自发吸热过程;30℃和50℃时铁改性煤矸石对Cd^(2+)最大拟合吸附量分别为32mg/g和34.18mg/g。铁改性煤矸石对废水中的Cd^(2+)具有良好的吸附性,有望用于重金属离子废水的处理。 展开更多

关键词 煤矸石 改性 cd2+ 吸附性能 吸附机理

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造纸污泥基纳米复合材料的制备及其对废水中重金属的吸附 被引量：5

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作者 李娜 胡凤哲 《中国造纸学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期109-113,共5页

利用造纸污泥与壳聚糖制备造纸污泥-壳聚糖(SL-CSA)纳米复合吸附材料,研究了SL-CSA纳米复合材料对废水中铬离子(Cd^(2+))和铅离子(Pb^(2+))的吸附性能。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)表征证明了复合材料的成功... 利用造纸污泥与壳聚糖制备造纸污泥-壳聚糖(SL-CSA)纳米复合吸附材料,研究了SL-CSA纳米复合材料对废水中铬离子(Cd^(2+))和铅离子(Pb^(2+))的吸附性能。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)表征证明了复合材料的成功制备。吸附实验表明,SL-CSA纳米复合材料对Cd^(2+)和Pb^(2+)的吸附均遵循准二级动力学方程,属于化学吸附。根据Langmuir模型,SL-CSA纳米复合材料对Cd^(2+)和Pb^(2+)的最大吸附量分别为314.05 mg/g和320.06 mg/g。 展开更多

关键词 造纸污泥 壳聚糖 重金属吸附 cd^(2+) Pb^(2+)

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