改性吸附剂对三苯基氯化锡吸附性能的研究
三嗪-三苯胺基磁性吸附剂NiCTP_(CC-TPA)用于水中硝基苯酚的吸附

第32卷第2期化㊀学㊀研㊀究Vol.32㊀No.22021年3月CHEMICAL㊀RESEARCHMar.2021三嗪⁃三苯胺基磁性吸附剂Ni/CTPCC-TPA用于水中硝基苯酚的吸附王㊀媛,甘修培,付蒙蒙,赵文杰∗(河南工业大学化学化工学院,河南郑州450001)收稿日期:2021⁃01⁃24基金项目:国家自然科学基金资助项目(21675040);河南省高校科技创新人才资助项目(20HASTIT007)作者简介:王媛(1995-),女,研究方向为色谱分离㊂∗通讯联系人,E⁃mail:wjiezh@126.com摘㊀要:污水治理是当今社会面临的一大难题㊂通过傅⁃克反应以三聚氰氯和三苯胺为原料合成一种新型共价三嗪聚合物并加镍磁化用于污水中硝基苯酚的吸附㊂从化学结构上看,三嗪环和芳香环的存在提供疏水和π-π相互作用㊂测得三嗪⁃三苯胺材料SBET=680m2㊃g-1,孔径在2nm左右,磁化后的比表面积仅为170m2㊃g-1,这与Ni占据了少量吸附位点有关㊂从热力学㊁动力学角度介绍了吸附过程和吸附机理,同时评价了不同pH和盐浓度对吸附的影响㊂吸附实验表明,对硝基苯酚和2,4⁃二硝基苯酚的吸附主要为物理吸附,而2,4,6⁃三硝基苯酚的吸附为化学吸附㊂关键词:共价三嗪聚合物;磁性吸附剂;硝基苯酚中图分类号:O657文献标志码:A文章编号:1008-1011(2021)02-0152-08Triazine⁃triphenylaminemagneticadsorbentNi/CTPCC-TPAfortheadsorptionofnitrophenolinwaterWANGYuan GANXiupei FUMengmeng ZHAOWenjie∗CollegeofChemistryandChemicalEngineering HenanUniversityofTechnology Zhengzhou450001 Henan ChinaAbstract Nowadays,thesewagetreatmentisamajorprobleminsociety.AnovelcovalenttriazinepolymerwassynthesizedfromcyanuricchlorideandtriphenylaminebyFriedel⁃Craftsreactionandmagnetizedwithnickelfortheadsorptionofnitrophenolinsewage.Fromthechemicalstructure,thepresenceoftriazineandaromaticringsprovideshydrophobicandπ-πinteractions.TheBrunauer⁃Emmett⁃Teller(BET)surfaceareaoftriazine⁃trianilinematerialis680m2㊃g-1andtheporesizeisabout2nm.Thespecificsurfaceareaaftermagnetizationisonly170m2㊃g-1.Theadsorptionprocessandmechanismwereintroducedfromthermodynamicsandkinetics,andtheeffectsofdifferentpHvaluesandsaltconcentrationsontheadsorptionwereevaluated.Adsorptionexperimentsshowthattheadsorptionsofp⁃nitrophenoland2,4⁃dinitrophenolbelongtothephysicaladsorption,whiletheadsorptionof2,4,6⁃trinitrophenylphenolbelongstochemicaladsorption.Keywords:covalenttriazinepolymer;magneticadsorbent;nitrophenol㊀㊀环境污染已成为全世界所面临的重大挑战之一㊂目前,污水处理已成为一个热点问题㊂水中的有机污染物具有剧毒和难以降解的特点,是污水处理的主要目标[1-2]㊂硝基苯酚是一种持久性有机污染物,广泛地用于石油㊁化工行业,是油漆㊁塑料㊁橡胶㊁农药㊁感光材料的重要原料和中间体[3-9]㊂对于持久性有机污染物而言其处理过程耗时㊁费力㊁投入大,导致水中的硝基苯酚物质越来越多,尤其是应用广泛的对硝基苯酚(PNP)㊁2,4⁃二硝基苯酚(DNP)㊁2,4,6⁃三硝基苯酚(TNP)[10]㊂这些物质毒性剧烈,即使在低浓度下也会危害人类健康,已被美国列入优先污染物㊂随着废水排放的增加,急需开发一种可靠㊁有效的吸附剂用于去除水中的硝基苯酚污染物[11]㊂目前,从污水中去除硝基苯酚的方法有很多,如生物法[12]㊁膜分离法[13]㊁光催化法[14]㊁电化学第2期王㊀媛等:三嗪⁃三苯胺基磁性吸附剂Ni/CTPCC-TPA用于水中硝基苯酚的吸附153㊀法[15]㊁吸附法[16]㊁Fenton法[17]等㊂吸附法由于操作简单㊁吸附剂种类繁多㊁成本低等优点而得到了广泛的应用,被认为是一种很有前途的方法[18-20]㊂同时,吸附过程中不产生有毒代谢物,因此多孔材料是吸附去除水中有机物的首选[21]㊂目前,商用活性炭是吸附首选材料,但活性炭作为吸附剂因再生困难而受到限制[22]㊂因此,设计一种成本低㊁吸附效率高的绿色吸附剂对水中硝基苯酚的吸附无疑具有重要意义㊂共价三嗪聚合物(Covalenttriazinepolymers,CTPs)是一种由三嗪环和苯环交替构建的具有微孔结构的二维拓扑材料,因为它们具有极高的孔隙率㊁可调节的孔结构,被认为具有储存和分离小分子的潜力[23-27]㊂从结构上看,这种聚合物可以提供疏水㊁π-π㊁氢键等相互作用㊂特别是电子供体基团与硝基苯酚之间存在特定的电荷转移㊂静电相互作用和π-π相互作用是吸附和去除硝基苯酚的主要机制[28-29]㊂此外,它的比表面积大㊁化学稳定性好㊁溶剂稳定性好,并能提供多个吸附位点,可以作为良好吸附剂㊂本研究通过傅⁃克反应以三聚氰氯(电子受体)和三苯胺(电子给体)为有机配体实现 有机⁃有机共组装 制得一种新型共价三嗪聚合物(CTPCC-TPA),并加Ni磁化制成磁性吸附剂Ni/CTPCC-TPA吸附污水中的硝基酚㊂在吸附热力学和吸附动力学下探讨了对TNP㊁DNP和PNP的吸附机理㊂CTPCC-TPA是强疏水性材料,当与分析物接触时,强疏水性使其浮在溶液上方导致吸附剂与吸附质接触不充分,从而影响吸附效果㊂并且单纯用CTPCC-TPA做吸附剂在分离过程中会增加操作步骤,增加时间㊂而赋磁之后虽会使吸附效果略微降低,但在外加磁场下可实现快速吸附并分离,简化操作㊂1㊀实验部分1.1㊀试剂与仪器三聚氰氯(纯度99%,北京百灵威科技有限公司);三苯胺(纯度98%,阿拉丁试剂有限公司);1,2⁃二氯苯(纯度98%,北京百灵威科技有限公司);六水氯化镍(纯度98%,阿拉丁试剂有限公司);无水三氯化铝(分析纯,北京化工厂);氢氧化钠(分析纯,科密欧化学试剂有限公司);乙二醇(分析纯,天津凯通实业有限公司);对硝基苯酚(分析纯,上海麦克林生化科技有限公司);2,4⁃二硝基苯酚(分析纯,上海麦克林生化科技有限公司);2,4,6⁃三硝基苯酚(分析纯,上海麦克林生化科技有限公司)㊂WQF⁃510傅立叶变换红外光谱仪;400M固体核磁;RigakuD/Max2500X射线衍射仪;Autosorb⁃iQ2微孔分析仪;PERKIN⁃ELMER2400Series;紫外分光光度计UV2450㊂1.2㊀磁性吸附剂Ni/CTPCC-TPA的制备1.2.1㊀CTPCC-TPA的制备依次加入0.92g(5mmol)三聚氰氯㊁1.33g(10mmol)无水AlCl3㊁200mL邻二氯苯㊁1.23g(5mmol)三苯胺混合均匀,加N2保护,140ħ下磁力搅拌8 10h㊂冷却至室温,冰水淬灭AlCl3,抽滤得到棕黄色粗产物,用丙酮㊁四氢呋喃㊁甲醇为溶剂索式提取,60ħ蒸空干燥得到聚合物CTPCC-TPA㊂产率为89%(C:70.09%,H:4.54%,N:15.77%)㊂1.2.2㊀磁性吸附剂Ni/CTPCC-TPA的制备向反应釜中依次加入450mgNiCl2㊃6H2O㊁25mL乙二醇㊁100mgCTPCC-TPA涡旋混匀,再加入0.6gNaOH振荡混匀,180ħ反应13h㊂冷却后用去离子水㊁乙醇洗涤,60ħ烘干备用(反应式如图1所示)㊂产率为78%㊂图1㊀磁性Ni/CTPCC⁃TPA的制备(图中黑点为磁源Ni)Fig.1㊀PreparationofmagneticNi/CTPCC⁃TPA(blackpointinthefigureismagneticsourceNi)154㊀化㊀学㊀研㊀究2021年1.3㊀吸附动力学实验在PNP㊁DNP㊁TNP(10mL20mg㊃L-1)溶液中加入10mg吸附剂Ni/CTPCC-TPA,20ħ恒温静置吸附,每隔5㊁10㊁20㊁30㊁60㊁120㊁240min后取上清液,测吸光度,做三组平行试验,取平均值㊂最后计算不同时间的吸附量,计算公式如下:qt=c0-ctmˑV(1)式中qt是吸附t时间的吸附量(mg㊃g-1),C0是溶液初始浓度(mg㊃L-1),Ct是t时间溶液浓度(mg㊃L-1),m是吸附剂的质量(g),V是溶液体积(L)㊂1.4㊀吸附等温线及吸附热力学实验将10mgNi/CTPCC-TPA分别加入到10mL不同浓度(10㊁20㊁25㊁30㊁35㊁40mg㊃L-1)硝基苯酚溶液中,在不同温度下(20㊁30㊁40ħ)静置吸附10h后外加磁场分离后取上层清液,测吸光度,做三组平行试验,取平均值㊂最后计算等温平衡吸附量,计算公式如下:qe=c0-cemˑV(2)式中qe是平衡时的吸附量(mg㊃g-1),C0是溶液初始浓度(mg㊃L-1),Ce是达平衡时溶液浓度(mg㊃L-1),m是吸附剂的质量(g),V是溶液的体积(L)㊂利用吸附平衡常数(K0)㊁吉布斯自由能变(ΔG)和焓变(ΔH)及熵变(ΔS)等热力学参数深入探讨Ni/CTPCC-TPA对硝基苯酚的吸附机理,计算公式如下:K0=qeCe(3)ΔG=-RTlnK0(4)lnK0=ΔSR-ΔHRT(5)其中qe是平衡吸附容量(mg㊃g-1);Ce是不同温度下吸附到达平衡状态时溶液的浓度(mg㊃L-1);R是理想气体常数(8.314J㊃mol-1㊃K-1);T是绝对温度(K);K0是热力学平衡常数(L㊃g-1)㊂2㊀结果与讨论2.1㊀表征用傅立叶变换红外光谱(FT⁃IR)对得到的材料进行表征,如图2a所示㊂在1480和1590cm-1处的峰可归属为芳香环上C=C和C=N吸收峰,1290cm-1处的峰可归因于芳基叔胺中C-N的伸缩振动,这证明有三嗪环㊂此外,在818cm-1附近发现了一个吸收峰,表明苯环是对位取代的㊂用固体核磁(13CNMR)谱图进一步鉴定了材料的化学结构,如图2b,170处的峰归结于三嗪环上的不饱和碳原子;在146处的峰归属于三苯胺单元上与N原子相连的苯环上的C原子,130处为其他C原子的峰㊂3组特征共振峰进一步证明CTPCC-TPA含三嗪环和三苯胺单体㊂图2(a)Ni/CTPCC-TPA和CTPCC-TPAFT-IR红外图谱;(b)CTPCC-TPA固体核磁图谱Fig.2㊀(a)FTIRspectrumofNi/CTPCC-TPA㊀andCTPCC-TPA;(b)13CNMRofCTPCC-TPA第2期王㊀媛等:三嗪⁃三苯胺基磁性吸附剂Ni/CTPCC-TPA用于水中硝基苯酚的吸附155㊀㊀㊀图3a为Ni/CTPCC-TPA和CTPCC-TPA的N2吸附⁃脱附等温线,首先,所选压力范围的V值随P/P0的增加而增大㊂CTPCC-TPA的比表面积为596.6m2㊃g-1;当数据取点为0.059 0.20时,得到多点BET为616.7m2㊃g-1;最高单点吸附总孔体积为0.547cm3㊃g-1㊂测得SABET=680m2㊃g-1㊂磁化后的Ni/CTPCC-TPA的比表面积为170m2㊃g-1,原因为Ni占据了部分吸附位点㊂由图3b可知,CTPCC-TPA的孔径大约2nm,呈微孔结构㊂图3c为CTPCC-TPAX射线粉末衍射图,在2θ=15ʎ 30ʎ范围内出现较宽衍射峰,其余角度无明显衍射峰,说明骨架呈现有序的排列,判断CTPCC-TPA结构为无定型聚合态㊂图3d为热重曲线,两种材料在200ħ前均无明显失重,即使在800ħ时仍保留58%以上的质量,表明具有良好的热稳定性,与其他文献报道一致㊂图3㊀(a)CTPCC-TPA和Ni/CTPCC-TPAN2吸附-脱附曲线;(b)CTPCC-TPA孔径分布;(c)CTPCC-TPA粉末射线衍射;(d)CTPCC-TPA和Ni/CTPCC-TPA热重曲线Fig.3㊀(a)Nitrogenadsorption⁃desorptionisothermsofCTPCC-TPAandNi/CTPCC-TPA;(b)proesdistributionofCTPCC-TPA;(c)PXRDdiagramofCTPCC-TPA;(d)TGAforCTPCC-TPAandNi/CTPCC-TPA2.2㊀吸附动力学通过吸附动力学研究了接触时间对吸附效率的影响,评价了Ni/CTPCC-TPA对PNP㊁DNP㊁TNP的吸附能力㊂如图4所示,在前50min此吸附剂对这三种硝基苯酚的吸附速率和吸附容量呈现急剧增加的趋势,2h达到最大吸附效率㊂溶液中PNP多以分子形式存在,容易和吸附剂发生π-π作用迅速被吸引,且体积较小容易进入孔道㊂而TNP含三个硝基,相对分子质量比PNP大,体积也大,进入Ni/CTPCC-TPA孔道比较困难㊂动力学拟合参数汇总在表1中㊂结果表明,使用伪二阶模型和伪一阶模型都能获得很好的拟合曲线㊂平衡吸附量的计算值(PNP10.4mg㊃g-1㊁DNP12.5mg㊃g-1㊁TNP17.3mg㊃g-1)与实验值非常接近㊂但PNP㊁DNP的伪一级模型的R2稍大于伪二级模型,则PNP㊁DNP的吸附更加符合伪一级模型,156㊀化㊀学㊀研㊀究2021年表明PNP㊁DNP的吸附过程为物理吸附㊂而伪二级模型更适合TNP的吸附,说明该吸附剂对TNP的吸附过程为化学吸附,这表明TNP在Ni/CTPCC-TPA上的吸附速率不是简单的扩散,而是取决于吸附位点的可用性,即电子转移㊂图4㊀(a)吸附动力学曲线;(b)伪二级动力学直线拟合Fig.4㊀(a)Adsorptiondynamiccurve;(b)Quasi⁃second⁃orderdynamicstraightlinefitting表1㊀伪一级动力学和伪二级动力学参数Table1㊀Quasi⁃first⁃orderandquasi⁃second⁃orderkineticparameters类型伪一级模型伪二级模型qe/(mg/g)k1/(min-1)R2qe/(mg/g)k2/(g/(mg㊃min))R2PNP10.4220.046470.990311.0110.00580.9894DNP12.4780.041430.993913.1060.00300.9932TNP16.7010.003480.989717.3060.00110.99442.3㊀吸附等温线及热力学在不同温度下对不同初始浓度的硝基苯酚进行了吸附研究(图5㊁表2所示)㊂结果表明,在Langmuir等温吸附模型下,DNP和TNP的R2均接近于1,说明Langmuir模型可很好地描述吸附过程,表明目标分子在吸附位点上具有单层吸附㊂随着浓度的增加,平衡吸附量先增加后保持水平(吸附饱和阶段)㊂其原因可能是当活性中心未达到吸附饱和时,初始浓度越高,强度驱动力越大,从而克服了传质阻力㊂更重要的是,升高温度有助于吸附容量增加㊂从表3可知,三个温度下ΔG均为负值证实了Ni/CTPCC-TPA吸附DNP和TNP的过程是自发进行的㊂另外,ΔG的绝对值随温度的增大而逐渐升高,表明较高的温度有利于吸附的进行㊂ΔS大于0,表明该吸附是一个熵驱动过程而并非焓驱动㊂2.4㊀盐浓度对吸附效率的影响考察了盐浓度对吸附效率的影响㊂由图6可知,低浓度的NaCl对吸附效果无显著影响㊂随着Na+浓度的增大,对TNP㊁DNP㊁PNP的吸附量逐渐减少,说明当加入盐溶液后溶液中的阴阳离子在其吸附过程中会发生竞争吸附㊂2.5㊀pH值对吸附效率的影响考察了溶液pH对吸附效果的影响,因为这三种物质在不同的pH下呈现不同的形式㊂图7显示,随着溶液pH值的增大,TNP㊁DNP㊁PNP的吸附量都呈现先增长后下降的趋势,TNP和DNP的最佳吸附pH为4,PNP的最佳pH为6㊂H+含量越多,硝基苯酚越容易被质子化,疏水作用越弱,越有利于吸附㊂当pH小于6时,硝基苯酚存在形式逐渐从离子态转为分子态,在强酸环境中,硝基苯酚大部分以分子形式存在,与Ni/CTPCC-TPA静电作用力减少,造成吸附效果下降㊂pH大于8时,硝基苯酚离子化,削弱了吸附剂与吸附质之间的静电吸引㊂同时,硝基苯酚在高pH下呈现低吸附效率是由于过量的OH-与硝基苯酚阴离子竞争吸附位点所致㊂第2期王㊀媛等:三嗪⁃三苯胺基磁性吸附剂Ni/CTPCC-TPA用于水中硝基苯酚的吸附157㊀图5㊀DNP和TNP的吸附等温曲线(a,c)和Langmuir线性拟合曲线(b,d)Fig.5㊀Adsorptionisothermalcurve(a,c)andLangmuirlinearfittingcurve(b,d)ofDNPandTNP表2㊀等温吸附模型参数Table2㊀ParametersofisothermaladsorptionmodelNi/CTPCC-TPALangmuir模型T/Kq0/(mg/g)b/(L/mol)R2DNP29311.59207.30.990730315.37342.60.982531318.53425.30.9783TNP29327.05403.50.996930331.89608.60.997831334.72709.40.9965表3㊀吸附热力学参数Table3㊀ThermodynamicparametersofadsorptionprocessNi/CTPCC-TPAT/KlnK0ΔG/(kJ㊃mol-1)ΔH/(kJ㊃mol-1)ΔS/(J/(mol㊃K)-1)DNP2931.597-1.4943031.47-1.4813131.438-1.4760.03257.14TNP2931.359-3.3113031.301-3.2753131.224-3.1860.557811.88158㊀化㊀学㊀研㊀究2021年图6㊀离子浓度对吸附硝基苯酚的影响Fig.6㊀Effectofsaltconcentrationonadsorptionofnitrophenol图7㊀pH对吸附硝基苯酚的影响Fig.7㊀EffectofpHonadsorptionofnitrophenol2.6㊀磁化对吸附效率的影响通过在相同实验条件下用Ni㊁Ni/CTPCC-TPA和CTPCC-TPA分别去吸附PNP㊂结果表明,当Ni作为吸附剂时,吸附前后溶液的吸光度无明显变化,说明Ni基本不单独吸附PNP,不参与吸附反应㊂而未磁化的吸附剂CTPCC-TPA对PNP的吸附稍强于Ni/CTPCC-TPA对PNP的吸附㊂因为在相同的质量下,吸附剂Ni/CTPCC-TPA中因Ni的加入导致CTPCC-TPA比重减小,从而减小了吸附位点,影响吸附效果㊂3㊀结论通过傅⁃克反应合成了一种用于吸附水体中硝基苯酚的吸附剂Ni/CTPCC-TPA,该材料较单一磁性载体而言,增加了吸附位点,增大了比表面积,提高了吸附量㊂较传统的吸附法来说,该方法简单㊁快速,大大节省了时间㊂通过静态吸附实验研究了Ni/CTPCC-TPA对水中硝基苯酚的去除㊂在相同条件下,Ni/CTPCC-TPA对PNP㊁DNP㊁TNP的平衡吸附量依次增大,是因为TNP含有三个硝基,更容易与Ni/CTPCC-TPA发生静电吸引,增大了吸附质与吸附剂相互作用力㊂研究表明升高温度有助于其吸附㊂综上所述,该吸附剂通过疏水㊁π-π㊁氢键等多重作用力吸附去除水中硝基苯酚,可成为一种有效去除污水中有机污染物的吸附剂㊂参考文献:[1]ZENGH,LUW,HAOL,etal.Adsorptiveremovalofp⁃nitrophenolfromwaterwithmechano⁃synthesizedporousorganicpolymers[J].NewJournalofChemistry,2018,42(24):20205-20211.[2]邵彩云,杨华勇,杜毅,等.金属有机框架材料用于去除环境污染物研究进展[J].化学研究,2019,30(5):537-546.SHAOCY,YANGHY,DUY,etal.Recentstudyontheapplicationofmetal⁃organicframeworksmaterialsintheremovalofenvironmentalpollutants[J].ChemicalResearch,2019,30(5):537-546.[3]SHAOL,HUANGJ.ControllablesynthesisofN⁃vinylimidazole⁃modifiedhyper⁃cross⁃linkedresinsandtheirefficientadsorptionofp⁃nitrophenolando⁃nitrophenol[J].JournalofColloidandInterfaceScience,2017,507:42-50.[4]ARASTEHR,MASOUMIM,RASHIDIAM,etal.Adsorptionof2⁃nitrophenolbymulti⁃wallcarbonnanotubesfromaqueoussolutions[J].AppliedSurfaceScience,2010:256(14):4447-4455.[5]LIUW,JIANGXY,CHENXQ.Anovelmethodofsynthesizingcyclodextringraftedmultiwallcarbonnanotubes/ironoxidesanditsadsorptionoforganicpollutant[J].AppliedSurfaceScience,2014,320:764-771.[6]OFOMAJAAE,UNUABONAHEI.Adsorptionkineticsof4⁃nitrophenolontoacellulosicmaterial,mansoniawoodsawdustandmultistagebatchadsorptionprocessoptimization[J].CarbohydratePolymers,2011,83:1192-1200.[7]COTORUELOLM,MARQUESMD,DIZAFJJ,etal.Adsorbentabilityoflignin⁃basedactivatedcarbonsfortheremovalofp⁃nitrophenolfromaqueoussolutions[J].ChemicalEngineeringJournal,2012,184(3):176-183..[8]SARKARB,XIYF,MEGHARAJM,etal.Synthesisandcharacterisationofnovelorganopalygorskitesforremovalofp⁃nitrophenolfromaqueoussolution:Isothermalstudies第2期王㊀媛等:三嗪⁃三苯胺基磁性吸附剂Ni/CTPCC-TPA用于水中硝基苯酚的吸附159㊀[J].JournalofColloidandInterfaceScience,2010,350(1):295-304.[9]HANS,ZHAOF,SUNJ,etal.Removalofp⁃nitrophenolfromaqueoussolutionbymagneticallymodifiedactivatedcarbon[J].JournalofMagnet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HBP-NH2改性棉纤维吸附剂的制备及性能研究

HBP-NH2改性棉纤维吸附剂的制备及性能研究孙凤+臧传峰+闫腾+张德锁+陈宇岳+林红摘要:本研究通过氧化活化棉纤维的方法将端氨基超支化聚合物(HBP-NH2)接枝到棉纤维表面,成功制备了一种HBP-NH2改性棉纤维吸附剂,并以Cd2+的吸附量为依据对吸附剂的制备工艺进行了优化。
研究表明HBP-NH2改性棉纤维吸附剂最佳制备工艺为:在60 ℃下,pH值为11.03的20 g/L HBP-NH2溶液中(浴比1∶50),接枝反应 2 h,所制备的改性棉纤维对Cd2+的吸附量最高,可达38.94 mg/g。
关键词:棉纤维;接枝;端氨基超支化聚合物;镉离子TQ085 文献标志码:APreparation of Adsorbent based on Modification of Cotton Fibers by HBP-NH2 and Its PropertyAbstract: A modified cotton fiber adsorbent was prepared successfully by grafting amino-terminated hyperbranched polymer (HBP-NH2) onto oxidized cotton fibers. Its technology of preparation was optimized based on the adsorption quantity of Cd2+. The results showed that the modified cotton fibers have the highest adsorption capacity up to Cd2+ when 20 g/L HBP-NH2 reacted with oxidized cotton fibers at 60℃ and 11.03 pH value for 2 h. The adsorption quantity ofCd2+ could reach 38.94 mg/g.Key words: cotton fiber; grafting; HBP-NH2; Cd2+镉是一种毒性很强的重金属,极微量的镉就可对人体造成伤害。
改性生物炭对水中菲和芘的吸附研究

山东农业大学学报(自然科学版),2024,55(2):169-176Journal of Shandong Agricultural University ( Natural Science Edition )VOL.55 NO.2 2024 doi:10.3969/j.issn.1000-2324.2024.02.005改性生物炭对水中菲和芘的吸附研究翟如康1,李文文2*,李研宁2,孙丰霞1**1. 山东农业大学资源与环境学院,山东泰安 2710182. 山东省煤田地质局第五勘探队,山东济南 250100摘要:本文使用氨水对稻壳制备的生物炭(BC)进行了改性修饰,对改性生物炭(MBC)的表面结构和官能团性质进行了表征,采用了红外光谱分析、扫描电子显微镜分析和比表面积分析等方法。
并应用MBC对菲和芘进行了吸附动力学试验、吸附等温试验。
研究表明:(1)与BC相比,MBC增加了N-H官能团,比表面积增大了5.34倍,吸附点位增多;(2)吸附试验结果表明使用准二级动力学更适合描述吸附过程;通过吸附等温试验,发现Freundlich模型能够更准确的描述MBC对菲和芘的吸附过程;(3)MBC投加量对吸附效果影响较大;初始pH范围为3-11,酸性或碱性条件下对吸附效果影响不大。
因此,氨水改性生物炭可望作为去除水体多环芳烃污染的新型吸附材料。
关键词:改性生物炭;多环芳烃;菲;芘;吸附中图法分类号:TU991.2文献标识码: A文章编号:1000-2324(2024)02-0169-08 Adsorption of Phenanthrene and Pyrene in Water by Modified BiocharZHAI Ru-kang1, LI Wen-wen2*, LI Yan-ning2, SUN Feng-xia1**1. College of Resources and Environment/Shandong Agricultural University, Tai'an 271018, China2. The fifth prospecting team of Shandong Coal Geology Bureau, Jinan 250100, ChinaAbstract: We modified the biochar prepared from rice husk, characterized the surface structure and functional group properties of the modified biochar with infrared spectroscopy analysis, scanning electron microscopy analysis and specific surface area analysis and carried out the adsorption kinetic and adsorption isothermal test for phenanthrene and pyrene by applying MBC. It was shown that (1) compared with BC, MBC increased the N-H functional group, the specific surface area increased 5.34 times, and the number of adsorption sites increased; (2) the results of the adsorption tests indicated that the use of quasi-secondary kinetics was more suitable for describing the adsorption process; through the adsorption isotherm tests, it was found that the Freundlich model could describe the adsorption process of MBC on phenanthrene and pyrene more accurately. (3) The dosage of MBC had a large influence on the adsorption effect; the initial pH range was 3-11, and acidic or alkaline conditions had little effect on the adsorption effect.Therefore, ammonia modified biochar is expected to be a new adsorption material for removing polycyclic aromatic hydrocarbon pollution from water.Keywords: Modified biochar; polycyclic aromatic hydrocarbons; phenanthrene; pyrene; adsorption多环芳烃(PAHs)是具有两个或多个苯环的疏水性化合物,它们可分为两类:少于四个环组成的低分子量化合物和四个或更多个环的高分子量化合物[1]。
浅谈有机锡化合物及其测定方法

7 1 / 01 6 02 0
用作催化剂、 定剂 ( 稳 如二 甲基锡 、 二辛基锡、 四苯基锡) 农用杀虫剂 、 、 杀菌 技 术 的操 作 步 骤 比较 简 单 , 要 包 括 吸 附 和解 吸 两 个 过 程 。 固相 微 萃 取 主 主
剂 ( 二 丁基 锡 、 丁 基 锡 、 苯 基 锡 ) 日常 用 品 的 涂 料 和 防 霉 剂 等 。在 要针对 有机物进行分析 , 如 三 三 及 根据有机 物与溶剂 之间“ 相似 者相溶”的原 则 , 利
毒 , 至 死 亡 。 引起 急 性 中毒 性 脑 病 的 主 要 有 机 锡 化 合 物 有 三 甲基 锡 、 甚 三 测功能 。 将不同形态的锡分 离开后 , 在灵敏 、 专一 的检测器 上进行 检测 , 广
甲基氯化锡 、 三乙基锡 、 三乙基 氯化锡 、 四乙 基锡、 四丁基锡 、 四苯基 锡等。 泛 应 用 于 有 机 锡 化 合 物 的形 态分 析 测 定 。 15 9 8年法国因用含三乙基锡 的药剂 治疗皮 肤病而 造成 1 % 的死亡率 ( 0 称
中毒 可 导 致血 钾 降低 , 目前 尚无 特 效 治 疗 , 性 有 机 锡 中毒 以 对 症 、 持 治 急 支
[] 3 王永芳. 有机锡化 合物 的污染及 其毒 性[ ] 中国食 品卫 生杂志, J.
2 0 ,5 3 . 0 3 1 ( )
[] 4 王珊珊 , 冯流. 有机锡化 合物 的毒 性效应及其 影响 因素. 安全 与环
胞免疫性受妨害 、 激素分泌抑 制 引起 糖尿病 和高血脂 病等 。对 人 的毒 性 , 显示出优 良的性能。气相色谱——质谱联用技术 ( GC—MS) 利用气相色谱
三苯基氢氧化锡检测方法

三苯基氢氧化锡检测方法
三苯基氢氧化锡(三苯基锡病)是一种常见的锡病,由于锡合金的广泛应用而广泛传播。
因此,监测三苯基氢氧化锡的存在是保障人体健康和防止疫情传播的重要措施。
目前,常用的检测方法包括化学分析和光谱分析。
化学分析方法通常使用三苯基氢氧化钠或三苯基氯化锡作为检测物质,通过与标准品进行比较来确定样品中是否存在三苯基氢氧化锡。
光谱分析方法则使用红外光谱、紫外光谱和核磁共振谱等光谱技术来检测三苯基氢氧化锡的存在。
除了化学分析和光谱分析外,还有一些其他的方法可以检测三苯基氢氧化锡。
例如,可以使用荧光检测法,通过检测样品中的荧光信号来确定其中是否存在三
苯基氢氧化锡。
还有使用免疫检测法的方法,通过检测人体免疫系统对三苯基氢氧化锡的抗体来检测三苯基氢氧化锡的存在。
三苯基氢氧化锡检测方法的应用范围非常广泛,可以用于疾病的监测、生产过程的控制、产品检验等方面。
同时,三苯基氢氧化锡检测方法也是保障人体健康和防止疫情传播的重要手段。
随着三苯基氢氧化锡疫情的日益严重,检测方法的不断创新和改进将有助于提高疫情监测和防控的效率和质量。
三苯基氯化锡 溶解度

三苯基氯化锡溶解度三苯基氯化锡是一种有机锡化合物,其化学式为(C6H5)3SnCl。
它是一种无色或黄色固体,具有较高的溶解度。
我们来介绍一下三苯基氯化锡的溶解度。
溶解度是指在一定温度下,溶质在溶剂中能够溶解的最大量。
三苯基氯化锡在不同溶剂中的溶解度会有所差异。
一般来说,它在非极性溶剂中的溶解度较高,而在极性溶剂中的溶解度较低。
在非极性溶剂中,如苯、甲苯、正庚烷等,三苯基氯化锡的溶解度较高。
这是因为三苯基氯化锡是一个非极性分子,与非极性溶剂有较好的相容性,能够与溶剂分子发生弱的范德华力作用。
此外,非极性溶剂的分子间相互作用力较小,也有利于三苯基氯化锡的溶解。
而在极性溶剂中,如水、醇类溶剂等,三苯基氯化锡的溶解度较低。
这是因为三苯基氯化锡是一个非极性分子,与极性溶剂的分子间相互作用力较小,难以克服溶剂分子间的氢键、离子作用力等强相互作用力,从而难以溶解。
三苯基氯化锡的溶解度还受到温度的影响。
一般来说,温度越高,溶解度越大。
这是因为在高温下,溶剂分子间的相互作用力减弱,有利于溶质的溶解。
总结起来,三苯基氯化锡在非极性溶剂中的溶解度较高,在极性溶剂中的溶解度较低,且溶解度受到温度的影响。
这些特点使得三苯基氯化锡在有机合成等领域中有着广泛的应用。
在有机合成中,三苯基氯化锡常用作金属有机试剂,用于催化反应或作为试剂直接参与反应。
例如,它可以与芳香醛反应,生成相应的芳香醇。
此外,三苯基氯化锡还可以用于合成有机锡化合物,如三苯基氧基锡、三苯基氨基锡等。
除了在有机合成中的应用,三苯基氯化锡还具有一定的生物活性。
研究表明,三苯基氯化锡对某些细菌和真菌具有抑制作用,可用于抗菌药物的研发。
此外,三苯基氯化锡还具有一定的抗肿瘤活性,可用于肿瘤化疗药物的研究。
然而,需要注意的是,虽然三苯基氯化锡具有一定的应用价值,但由于其毒性较大,使用时应注意安全操作。
在实验室中使用时,应佩戴防护手套、眼镜等个人防护装备,避免接触皮肤和吸入其蒸气。
CTAB改性Cu-BTC材料的合成及其吸附分离二甲苯异构体的性能

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 1 期CTAB 改性Cu-BTC 材料的合成及其吸附分离二甲苯异构体的性能陈乐,种海玲,张致慧,何明阳,陈群(常州大学石油化工学院,江苏省绿色催化与技术重点实验室,江苏 常州 213164)摘要:通过水热法合成Cu-BTC 晶体的过程中添加十六烷基三甲基溴化铵(CTAB ),通过调节CTAB 的添加量对吸附材料的形貌和孔结构进行改性,改性后的Cu-BTC 材料与原Cu-BTC 相比,其对对二甲苯(PX )的静态吸附量明显提高,且高于间二甲苯(MX )和邻二甲苯(OX ),从而提高了异构体的吸附选择性。
研究了二甲苯异构体在Cu-BTC-CTAB 材料上的静态吸附性能和吸附动力学性能。
在298K 、318K 和338K 温度下进行了一系列二甲苯有机蒸气吸附平衡实验,得到了静态吸附速率曲线和吸附等温线。
改性材料中CTAB 添加量为0.08%的Cu-BTC-CTAB 样品对PX 的吸附量和选择性最优。
动力学研究表明,二甲苯异构体在Cu-BTC-CTAB 上的吸附过程可以用一级动力学模型来描述。
关键词:Cu-BTC ;CTAB 改性;吸附分离;二甲苯异构体中图分类号:TQ424;O6-339 文献标志码:A 文章编号:1000-6613(2024)01-0455-10Synthesis of Cu-BTC modified by CTAB and its adsorption andseparation of xylene isomersCHEN Le ,CHONG Hailing ,ZHANG Zhihui ,HE Mingyang ,CHEN Qun(Laboratory of Green Catalysis and Technology of Jiangsu Province, College of Petrochemical Engineering,Changzhou University, Changzhou 213164, Jiangsu, China)Abstract: In this work, cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) was added in the process of hydrothermal synthesis of Cu-BTC crystal, and the morphology and pore structure of the adsorbed material were modified by adjusting the addition amount of CTAB. Compared with the original Cu-BTC, the static adsorption capacity of the modified Cu-BTC material was significantly increased. It was higher than m -xylene (MX) and o -xylene (OX), which improved the adsorption selectivity of isomers. The static and kinetic properties of xylene isomers on Cu-BTC-CTAB adsorbent were systematically studied. A series of adsorption equilibrium experiments on xylene organic vapor were conducted at 298K, 318K and 338K, and the static adsorption rate curves and adsorption isotherms were obtained. In the modified material, the adsorption capacity and selectivity of PX in Cu-BTC-CTAB sample with 0.08% CTAB werethe best. Kinetic studies showed that the adsorption of xylene isomers on Cu-BTC-CTAB could be described by a pseudo-first-order kinetic model.Keywords: Cu-BTC; CTAB modification; adsorption separation; xylene isomers研究开发DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0226收稿日期:2023-02-20;修改稿日期:2023-05-09。
老化对污泥改良沙土吸附水中对硝基苯酚性能的影响探讨

实验所用沙质土壤及污泥改 良沙土中有机碳含量
。
5 1 , 沙 土 或 污 泥 改 良沙 土 中 加 入 00 l : )于 . 1mo/ L
) 见表 1 。
表 1 沙 土 污 泥 改 良 沙土 及 污 泥 中有 机 碳 含 量 ( ) %
测定结果表 明, 土壤 中加入不 同比例污泥一起老 化后, 混合老化 土壤 中的有机碳含量实测值均小于根
染 物 在 污泥 土 壤 农 用 的污 染 治 理和 修 复 工作 具 有 重要 的理 论 和现 实 意 义 , 目前这 方 面 的研 究 工 作 进 行 较 但
1 材料 及方 法
11 实 验 材 料 .
污 泥及土壤 : 实验所用污泥均采 自乌鲁木齐河东
污 水 处 理 厂 , 泥置 于 阴 凉通 风处 自然 风 干 后 , 磨 , 污 研
光度计测定。 测定时将溶液离心 , 取上清液稀释 并用稀 H 1 C 调节 p H值 至 35~4 光度计波长 3 7r . , 1 m。 i
13 实 验 方 法 .
2 结果 与讨 论
21 土 壤 中有 机 碳 含 量 .
标 准 曲线 : 具 塞离 心 管 中 , 不 同 的水 土 比( : 在 按 41
s r t nc e iinswe ef re sl a h l fa t .Ir v ae h l h x d a en r c s t n t e e h o p i o fce t r a s h nla t o I o I er t e e ldt a e mie g ig p o e ss r g h n dt e t e s ra e a s r t nan e u e h onr t no ario igo r a i t h oes r t n u f c d o p i d r d c d le c ti i fp t inn fo g ncmat i l ewh l o p i . o bu o t ern o Ke r s ywo d :Aciae ld e SoI Ag ig So p in t t d su g v l en rt o
《HCDs@MOFs吸附剂制备及其苯吸附性能提升机制研究》范文

《HCDs@MOFs吸附剂制备及其苯吸附性能提升机制研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展,挥发性有机化合物(VOCs)的排放问题日益严重,其中苯类化合物因其对环境和人体健康的潜在危害而备受关注。
吸附法因其高效、简便、成本低等优点,在VOCs治理中得到了广泛应用。
金属有机框架(MOFs)和多孔碳基材料(HCDs)作为新兴的吸附材料,因其具有高比表面积、良好的化学稳定性及可调的孔径结构等优点,在苯类VOCs的吸附中具有巨大潜力。
本文旨在研究HCDs@MOFs复合吸附剂的制备方法及其对苯吸附性能的提升机制。
二、HCDs@MOFs吸附剂的制备HCDs@MOFs吸附剂的制备主要分为两个步骤:多孔碳基材料(HCDs)的合成和金属有机框架(MOFs)的负载。
(一)多孔碳基材料(HCDs)的合成HCDs的合成主要采用模板法或化学活化法。
本文采用化学活化法,以生物质为原料,通过高温碳化及化学活化过程,制备出具有高比表面积和良好孔结构的HCDs。
(二)金属有机框架(MOFs)的负载将制备好的HCDs与金属盐和有机配体混合,通过溶剂热法或微波辅助法合成MOFs。
在合成过程中,HCDs作为支撑材料,可提高MOFs的稳定性和比表面积。
三、HCDs@MOFs吸附剂对苯吸附性能的提升机制HCDs@MOFs吸附剂对苯的吸附性能提升主要源于其独特的结构和性质。
(一)高比表面积和孔容HCDs和MOFs都具有高比表面积和良好的孔结构,这使得HCDs@MOFs吸附剂具有较高的苯吸附容量。
此外,HCDs的引入可以增加MOFs的稳定性和机械强度,防止其在吸附过程中发生结构塌陷。
(二)协同作用HCDs和MOFs之间的协同作用也是提高苯吸附性能的重要因素。
HCDs表面的官能团可以与苯分子发生相互作用,增强其对苯的亲和力。
同时,MOFs中的金属离子和有机配体也可以与苯分子发生配位作用,进一步提高苯的吸附能力。
(三)可调的孔径结构HCDs@MOFs吸附剂的孔径结构可通过调整HCDs和MOFs 的合成条件进行调控。
13X分子筛的吸附性能影响因素分析

13X分子筛的吸附性能影响因素分析发表时间:2019-07-09T17:05:50.183Z 来源:《建筑实践》2019年第07期作者:沈明云[导读] 针对原样13X分子筛吸附速率和吸附容量低的问题,通过碱溶液(NaOH,NH3)和酸溶液(CH3COOH,HCl)对13X分子筛进行浸渍改性,并对酸改性后的分子筛进行高温二次处理,考察了各种因素对分子筛吸附性能的影响,以供参考。
奎屯锦疆化工有限公司,新疆奎屯833200摘要:针对原样13X分子筛吸附速率和吸附容量低的问题,通过碱溶液(NaOH,NH3)和酸溶液(CH3COOH,HCl)对13X分子筛进行浸渍改性,并对酸改性后的分子筛进行高温二次处理,考察了各种因素对分子筛吸附性能的影响,以供参考。
关键词 13X分子筛;改性;吸附;苯乙烯市场原样13X分子筛价格低廉,孔径较大,但孔隙率和吸附容量较低,多项研究表明,通过酸碱、高温改性分子筛可以增加孔隙率,提高分子筛的吸附性能[18-21]。
本研究采用不同酸碱对13X分子筛进行改性,从吸附速率和吸附容量方面比较不同试剂对13X分子筛吸附苯乙烯蒸气的能力,然后用高温对筛选后的分子筛进行二次改性,确定改性分子筛吸附苯乙烯的最佳改性条件。
1材料与方法1.1实验材料与设备13X分子筛(粒度4~6mm),氢氧化钠(NaOH)、氨水(NH3·H2O)、盐酸(HCl)、冰乙酸(C2H4O2)、苯乙烯(C8H8)均为分析纯。
落地恒温振荡器(HZQ-211C,上海一恒科学仪器有限公司)、无音无油空压机(WWK-1,天津市天分分析仪器厂)、电子天平(ME104E/02,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司)、扫描电镜(LYRA3FIB-SEM,捷克TESCAN),比表面积分析仪(ASAP2020,美国Micromeritices)。
1.2实验方法1.2.1分子筛酸、碱改性处理选用NaOH[18]、NH3[20]、CH3COOH、HCl[22]做改性液(浓度均为0.5、1.0、2.0、4.0、6.0mol·L-1),改性后分子筛分别标记为Na(浓度)-13X、N(浓度)-13X、CH(浓度)-13X、H(浓度)-13X,未改性的分子筛记为13X。
羟肟酸型吸附树脂对苯酚的吸附性能

羟肟酸型吸附树脂对苯酚的吸附性能王蕊欣;王洪静;雷彩萍;史小慧【摘要】通过水杨羟肟酸(SHA)与氯甲基化交联聚苯乙烯微球之间的Friedel-Crafts烷基化反应,实现了SHA在交联聚苯乙烯微球(CPS)上的固载化,制得了SHA 功能化微球SHA-CPS.采用红外光谱对其结构进行表征;通过吸附动力学实验和等温吸附实验研究了SHA-CPS微球对苯酚及对硝基苯酚的吸附行为,考察了介质的pH、温度对SHA-CPS微球吸附苯酚的影响,探讨了其吸附热力学与吸附机理.结果表明,SHA-CPS对苯酚及对硝基苯酚具有较强的吸附能力和较快的吸附速率,其吸附能力受温度和pH影响较大.SHA-CPS对苯酚及对硝基苯酚的吸附动力学过程符合准一级方程,其吸附行为符合Freundich吸附模型,属单分子层吸附.SHA-CPS吸附树脂具有良好的重复使用性能.【期刊名称】《功能高分子学报》【年(卷),期】2015(028)001【总页数】6页(P20-25)【关键词】交联聚苯乙烯微球;水杨羟肟酸;吸附;苯酚【作者】王蕊欣;王洪静;雷彩萍;史小慧【作者单位】中北大学化工与环境学院,太原030051;中北大学化工与环境学院,太原030051;中北大学化工与环境学院,太原030051;中北大学化工与环境学院,太原030051【正文语种】中文【中图分类】O63苯酚是一种重要的化工原料,主要用于制造酚醛树脂、生产除草剂、木材防腐剂、肥料、炸药、橡胶、造纸、医药合成等行业的原料和中间体。
然而苯酚也是工业废水中的一种重要的污染物,它能够使蛋白质变性甚至凝固蛋白质,对人体健康及环境造成极大危害。
目前除去水中苯酚的方法主要包括吸附法、催化氧化法、萃取法等[1-3],其中吸附法在工业上被广泛应用,所使用的吸附材料主要包括聚合物树脂、活性炭、硅胶、分子筛、膨润土等[4-8]。
近年来,随着高分子材料科学的发展,人工合成的聚合物树脂因具有较好的吸附能力和选择性、易于脱附再生等优点,在酚类化合物的吸附分离中越来越受到人们的青睐。
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农业环境科学学报 2 0 ,6 ) 9 2 19 07 ( : 9 —95 2 51
Jun l f r— n i n n ce c o r a oE vr me t in e o Ag o S
改性吸附剂对 三苯基氯化锡 吸附性 能的研究
韩 照祥 ,杜 廷 栋 ,赵 宇侠
( 淮海工学院化学工程系 , 江苏 连云港 2 20 ) 2 0 5
摘 要: 采用室 内吸附试验方法 , 以壳 聚糖 、 膨润土为基本负载原料 , 通过引入膦酸基提高了对三苯基氯化锡 (P C ) T T 1的吸附性能 . 对时间、 温度等吸附条件进行 了研究 。结果表 明, 吸附剂对 Ⅱ c 的瞬时吸附效率较高 , l 随着 T T 1 P C 浓度 的降低吸附速率也逐渐降 低; 随着温度 的升高 , 吸附效率逐渐降低 ; 吸附剂对 T T 1 P C 的吸附符合 Fen l h ru d c 模式 。 吸附机理作出假设并 进行 了验证 , i 对 认为吸 附剂 P C S B n 与 T T 1 - T — e t P C 存在反应 , 其结合位点在膦酸基上 。
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