各类吸附剂的机理及其研究进展
《复合型钾基CO2吸附剂的制备及其吸附机理研究》

《复合型钾基CO2吸附剂的制备及其吸附机理研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展和人类活动的大量增加,CO2的排放已成为全球性的环境问题。
面对这一问题,人们提出了各种有效的解决方法,而其中之一就是利用吸附剂来捕获和储存CO2。
钾基吸附剂因其高吸附性能和低成本的特性,在CO2的吸附和储存中具有重要地位。
本文旨在研究复合型钾基CO2吸附剂的制备方法及其吸附机理,以期为CO2的减排和储存提供新的思路和方法。
二、复合型钾基CO2吸附剂的制备制备复合型钾基CO2吸附剂,我们首先需要选择合适的原料。
一般来说,这种吸附剂的原料主要包括钾化合物(如KOH、K2CO3等)和载体(如活性炭、硅胶等)。
这些原料经过混合、研磨、成型、干燥和煅烧等步骤,最终形成复合型钾基CO2吸附剂。
具体步骤如下:1. 原料准备:根据实验需求,准确称量所需的钾化合物和载体。
2. 混合研磨:将称量好的原料混合后,进行研磨,使各组分均匀混合。
3. 成型:将研磨后的混合物放入模具中,通过压力使其成型。
4. 干燥:将成型的吸附剂放入干燥箱中,在一定的温度下进行干燥。
5. 煅烧:将干燥后的吸附剂放入马弗炉中,在一定的温度下进行煅烧,使钾化合物与载体充分反应,形成复合型钾基CO2吸附剂。
三、吸附机理研究对于复合型钾基CO2吸附剂的吸附机理,我们主要从化学吸附和物理吸附两个方面进行研究。
1. 化学吸附:钾基吸附剂通过与CO2发生化学反应,生成碳酸盐等化合物,从而实现对CO2的吸附。
这种吸附方式具有较高的吸附能力和较长的使用寿命。
2. 物理吸附:除了化学吸附外,复合型钾基CO2吸附剂还具有物理吸附的能力。
这种吸附方式主要依靠吸附剂表面的孔隙结构和表面能,实现对CO2的吸附。
物理吸附的优点是吸附速度快,但吸附能力相对较低。
四、实验结果与讨论通过实验,我们得到了复合型钾基CO2吸附剂的制备工艺参数和吸附性能数据。
实验结果表明,通过优化原料配比、成型压力、干燥和煅烧温度等参数,可以制备出具有高吸附性能的复合型钾基CO2吸附剂。
活性炭的吸附机理及其在水处理方面的应用

活性炭的吸附机理及其在水处理方面的应用活性炭的吸附机理及其在水处理方面的应用概述:活性炭是一种具有高度多孔结构和巨大比表面积的吸附剂,广泛用于水处理领域。
本文将介绍活性炭的吸附机理,并详细讨论其在水处理方面的应用。
第一部分:吸附机理1. 活性炭的结构和性质活性炭是一种碳质材料,其独特的结构和性质使其具有良好的吸附能力。
活性炭通常由煤炭、木材等原料经过活化制得,具有高度多孔结构和巨大比表面积。
这些孔道和表面可提供大量的吸附位点,能够将溶质从水中去除。
2. 吸附机理活性炭的吸附机理涉及物理吸附和化学吸附两个过程。
物理吸附是通过静电力、范德华力和亲疏水性等力,将溶质吸附在活性炭表面或孔道上。
化学吸附则是通过活性炭表面的化学反应,使溶质与活性炭形成化学键。
这两种吸附机制共同作用,使得活性炭对多种污染物具有高效的吸附能力。
第二部分:活性炭在水处理中的应用1. 活性炭对有机物的吸附活性炭对有机物的吸附能力较强,可用于去除水中的有机污染物。
有机物分子往往含有芳香环、功能团等结构,这些结构与活性炭表面产生相互作用力,使有机物分子与活性炭形成吸附层,从而有效去除水中的有机污染物。
2. 活性炭对重金属的吸附活性炭对重金属离子的吸附也较为有效,可用于去除水中的重金属污染物。
重金属离子常呈阳离子形式存在于水中,而活性炭具有一定的负电性,能够与重金属离子发生静电吸附。
此外,活性炭中的表面官能团也能与重金属形成化学键,进一步增强吸附能力。
3. 活性炭对微污染物的吸附活性炭对水中的微污染物,如农药残留、药物和个人护理产品中的物质等,也有良好的吸附能力。
这些微污染物由于其量低浓度高和稳定性差的特点,对水质构成了较大的威胁。
活性炭的高比表面积和多孔结构为吸附这些微污染物提供了良好的条件。
第三部分:活性炭水处理技术的发展和挑战1. 发展趋势随着水污染问题日益严重,活性炭在水处理领域的应用得到了广泛关注和应用。
新型活性炭材料的开发,如改性活性炭、纳米活性炭等,将进一步提高吸附效率和性能。
吸附法去除水中六价铬的研究进展

本次演示旨在探讨玉米秸秆的改性及其对六价铬离子吸附性能的影响。近年 来,随着环境污染问题的日益严重,寻找高效、环保的污染治理材料已成为研究 热点。玉米秸秆作为一种丰富的生物资源,具有很好的应用前景。本次演示将介 绍玉米秸秆的改性方法及其对六价铬离子吸附性能的影响,为环境保护和污染治 理提供新的思路。
三、研究进展
近年来,研究人员针对皮革中六价铬的测定方法进行了大量研究。在样品处 理技术方面,研究者们探索了各种样品预处理方法,如超声波辅助萃取、加速溶 剂萃取、微波辅助萃取等,以提高样品的提取效率和测定准确性。在测定方法与 标准方面,分光光度法、电化学法、色谱法、原子吸收光谱法等都有应用报道, 但各方法之间的准确性和重复性存在差异。
综上所述,玉米秸秆的改性及其对六价铬离子吸附性能的研究具有重要的理 论和实践意义。通过改性处理,可以提高玉米秸秆对六价铬离子的吸附能力,从 而有效治理环境污染。然而,仍需进一步研究以完善改性条件和评估其在实际环 境中的应用效果。
一、引言
随着工业和农业的快速发展,水体中重金属离子污染的问题日益严重。这些 重金属离子,如铅、汞、镉等,对环境和人类健康构成严重威胁。因此,开发有 效的重金属离子去除技术成为当前研究的热点。海藻酸钠基吸附材料由于其独特 的物理化学性质,如高吸附容量、快速吸附等,在水体重金属离子去除领域具有 广阔的应用前景。本次演示将综述海藻酸钠基吸附材料去除水中重金属离子的最 新研究进展。
最后,在实际应用中,如何实现高效、环保的六价铬去除仍需考虑许多实际 问题。例如,如何实现大批量生产高品质的吸附剂;如何在保证去除效果的同时 降低运行成本;如何合理规划设计水处理流程等问题都需要在实际应用中进行深 入研究和探讨。
总结:
本次演示介绍了吸附法去除水中六价铬的基本原理和影响因素,并展望了未 来的研究方向。尽管该领域已经取得了一定的进展,但仍有许多问题需要进一步 研究和探讨。希望通过不断的研究和实践探索,进一步推动该领域的发展并提高 实际应用中的处理效果和效率。
吸附剂-吸附质相互作用机理

吸附剂-吸附质相互作用机理
1、物理吸附
物理吸附可归因于分子间引力,即范德华力或色散力。
对于多孔吸附剂而言,物理吸附主要取决于其比表面积和孔结构。
微孔结构因为可以提供主要的吸附位点成为影响吸附剂物理吸附行为的关键因素。
在大多数情况下,只有大孔直接暴露在多孔吸附剂的外表面。
中孔是大孔(类似于人体的血管组织)的分支,为VoCS分子进入微孔提供运输通道。
从宏观上看,多孔材料的物理吸附过程由比表面积、孔结构、表面性质和吸附质性质决定。
从微观上看,主要由范德华力、微孔填充和毛细凝聚作用决定。
物理吸附过程由多因素共同控制。
2、化学吸附
化学吸附是指吸附剂表面官能团与吸附质分子之间的化学反应。
多孔材料的表面官能团对VOCS的化学吸附起重要作用。
常见的表面官能团中,含氧基团和含氮基团被认为是最重要的化学吸附基团。
含氧基团是多孔材料中最丰富的种类,可分为酸性官能团、中性官能团和碱性官能团三种类型。
含氮基团是由钱、硝酸和含氮化合物处理引起的,由于含氮基团的吸附剂在小孔中具有较高的分散性,含氮基团的吸附剂的吸附性能优于碱浸渍吸附剂。
3、竞争吸附
由于工业有机废气中的挥发性有机化合物至少由两种混合气体组成,混合气体系统中各组分的亲和力不同,在吸附动态平衡过程中,吸附亲和力强的VOCS蒸气浓度达到一定程度时,会形成竞争吸附,取代吸附亲和力较弱的VoCS蒸气。
在一些实际工况中,水分
子可以通过表面氧官能团反应、氢键和毛细管冷凝三种方式竞争占据吸附剂的吸附位。
除竞争吸附外,在一定条件下存在水与亲水或水相混相VOCS的协同吸附。
吸附剂及其作用机理研究与探讨

吸附剂及其作用机理研究与探讨王丁明〔河北理工大学市政工程系〕摘要:本文全面表达与探讨了吸附剂的作用机理和物理性质,并对几种常见的吸附剂给予了介绍。
关键词:吸附剂作用机理活性炭1 前言任何一对原子〔或分子〕间均有相互吸引的作用。
如果一对原子有一方是固体外表原子,另一方是气体分子,那它们相互作用的结果是将气体束缚于固体外表或使被束缚分子与气体体相内的分子成某种动态平衡。
这种气体分子在固体外表上发生的滞留现象称为气体在固体外表的吸附作用。
换言之,气体在固体上的的吸附作用是发生在两相界面上的行为,使气相中的某种组分在此界面上浓集。
吸附作用使固体外表能降低,因而吸附过程是自发过程。
在工农业生产活动和日常生活中,吸附现象是普遍存在的。
为了研究方便,通常将被吸附的物质称为吸附质,能有效地吸附吸附质的物质称为吸附剂。
吸附质可以是气体、蒸气和液体,吸附剂大多为多孔性大比外表积的固体。
本文将全面表达与探讨吸附剂的作用机理和物理性质,并对几种常见的吸附剂予以介绍。
2 吸附剂的作用机理吸附是一种建立在分子扩散根底上的物质外表现象。
以固体外表和吸附分子间作用力的性质区分,吸附作用大致可分为物理吸附、化学吸附和离子交换吸附。
2.1 物理吸附有关物理吸附的许多实验结果说明,物理吸附具有吸附热较小、吸附速度快、吸附无选择性、吸附可以是多层的等特点。
因此人们认为引起物理吸附的力是普遍存在于各种原子和分子之间的范德华力。
范德华力来源于原子与分子间的取向力、诱导力和色散力三种作用。
极性分子可视作偶极子,其极性用偶极矩μ=qd来衡量,即正或负电荷电量(q)与电荷中心间距d的乘积。
μ=0的分子为非极性分子,μ越大,分子极性越大。
测定分子偶极矩是确定分子构造的一种实验方法。
德拜因创立此方法而荣获1936年诺贝尔化学奖。
极性分子相互靠近时,因分子的固有偶极之间同极相斥异极相吸,使分子在空间按一定取向排列,使体系处于更稳定状态。
这种极性分子之间靠永久偶极与永久偶极作用称为取向力,其实质是静电力。
吸附理论与吸附分离技术的进展

参考内容
页岩气作为一种清洁、高效的能源形式,日益受到全球。页岩气吸附与解吸 附机理的研究对提高页岩气开采效率、优化能源利用具有重要意义。本次演示将 综述页岩气吸附与解吸附机理的研究现状、基本原理及研究方法,并探讨未来研 究方向。
一、研究现状
页岩气吸附与解吸附机理的研究经历了多个阶段,研究者们提出了不同的模 型和理论。目前,广泛应用的主要有基于物理吸附的Langmuir模型和基于化学吸 附的BET模型等。然而,这些模型在解释页岩气吸附与解吸附现象时均存在一定 局限性。
大孔吸附树脂分离纯化技术的应 用
1、药物分离
大孔吸附树脂在药物分离领域具有广泛的应用,尤其在中药有效成分的提取 和分离方面独具优势。通过选择合适的树脂材料和工艺条件,实现对中药中多糖、 黄酮、生物碱等有效成分的高效分离,为中药现代化提供了有力支持。
2、食品净化
大孔吸附树脂在食品净化领域也有着广泛的应用,主要表现在果蔬汁的除杂、 豆制品中蛋白质的提取和纯化等方面。通过树脂的吸附作用,可以去除果蔬汁中 的杂质,提高产品的品质和口感;同时,树脂还可以用于蛋白质的提取和纯化, 为食品加工提供更多优质原料。
总之,页岩气吸附与解吸附机理的研究仍有待深入探索,未来的研究方向应 注重完善模型、引入新技术、综合考虑多因素以及探索应用前景等方面,以推动 页岩气产业的可持续发展。
大孔吸附树脂分离纯化技术及其 应用
大孔吸附树脂分离纯化技术是一种具有广泛应用价值的分离技术,其原理基 于物理吸附作用,通过选择合适的树脂材料和工艺条件,实现对混合物中各组分 的有效分离。该技术在药物分离、食品净化、环保等领域发挥着重要作用,为工 业生产和日常生活带来了诸多便利。
2、引入新技术:例如,利用先进的原位光谱技术、纳米技术等,更加深入 地研究页岩气吸附与解吸附机理,提供更加丰富和精准的数据支持。
五种吸附剂的原理和应用

五种吸附剂的原理和应用引言吸附剂是广泛应用于化工、环保、制药等领域的一种重要材料。
它们通过吸附固定目标物质,起到分离、净化和催化等作用。
本文将介绍五种常见的吸附剂,包括活性炭、分子筛、纳米材料、环氧树脂和离子交换剂。
将重点探讨它们的原理和应用。
1. 活性炭活性炭是一种具有大量微孔的多孔材料,具有较高的吸附性能。
其原理是通过物质在活性炭表面的吸附作用实现目标物质的分离。
活性炭广泛应用于水处理、空气净化、脱色和脱臭等领域。
•活性炭的吸附原理是通过表面微孔和宏孔提供的大表面积,吸附目标物质,并去除水中的有机污染物。
•活性炭广泛应用于水处理领域,如城市自来水厂的水处理、工业废水处理等。
•在空气净化方面,活性炭常用于吸附室内有害气体,提高室内空气质量。
•另外,活性炭还能用于食品工业中的脱色和脱臭,以及药物和化妆品工业中的净化过程。
2. 分子筛分子筛是一种孔径较小的多孔材料,其吸附原理是通过目标分子与分子筛孔道之间的相互作用来实现分离。
分子筛具有高效的分离性能和选择性,被广泛应用于石油化工、制药和化学等领域。
•分子筛的吸附原理是通过目标分子与分子筛中孔道吸附剂表面的相互作用(如吸附力、排斥力和交互作用力)实现分离。
•在石油化工领域,分子筛常用于提取和分离石油化工生产中的目标化合物,如乙烯和丙烯的分离。
•在制药领域,分子筛被用于提纯药物和去除杂质,达到分离和纯化的目的。
•在化学领域,分子筛可用于气相吸附和液相吸附,以分离和纯化目标物质。
3. 纳米材料纳米材料是具有纳米级尺寸的材料,其吸附原理是通过纳米材料表面的大面积和活性位点与目标物质之间的相互作用来实现吸附和分离。
纳米材料具有高比表面积、优异的吸附性能和催化性能等特点,在环境保护和生物医学等领域有广泛应用。
•纳米材料的吸附原理是通过纳米尺寸下的表面活性位点与目标物质之间的相互作用实现吸附和分离。
•纳米材料广泛应用于环境保护领域,如对有害气体和重金属的吸附和处理,以净化环境。
木质素基吸附剂制备及应用研究进展

木质素基吸附剂制备及应用研究进展木质素基吸附剂制备及应用研究进展摘要:随着环境污染问题的加剧,吸附技术在废水处理中得到了广泛应用。
木质素基吸附剂作为一种新型的环境友好材料,以其优异的吸附性能备受研究者的关注。
本文从木质素基吸附剂的制备方法及其在废水处理、气体吸附以及重金属去除等领域的应用进行了综述。
1. 引言随着工业化进程的加快,环境问题日益突出,废水中的有机污染物、重金属离子和废气中的有害气体对环境和人类健康造成威胁。
传统的废水处理方法往往存在效率低、设备大、耗能高等问题。
因此,研究新型吸附材料用于废水处理成为一种重要的研究方向。
2. 木质素基吸附剂的制备方法木质素基吸附剂由天然的木质素材料经过一系列化学改性或物理处理制备而成。
常用的制备方法包括酸处理、碱处理、接枝改性和混杂改性等。
这些方法可以改变木质素结构和表面性质,提高其吸附性能。
3. 木质素基吸附剂在废水处理中的应用木质素基吸附剂在废水处理中具有很高的吸附能力和选择性,可以有效去除废水中的有机物和重金属离子。
研究发现,木质素基吸附剂可以通过吸附、离子交换和膜分离等机制实现对污染物的去除。
此外,木质素基吸附剂具有较好的再生性能,可以重复使用。
4. 木质素基吸附剂在气体吸附中的应用木质素基吸附剂不仅可用于废水处理,还可以应用于气体吸附领域。
木质素基吸附剂对有害气体如二氧化硫、甲醛和苯等具有很高的吸附能力。
此外,木质素基吸附剂还可以用于室内空气净化,能够有效去除可挥发性有机化合物和异味物质。
5. 木质素基吸附剂在重金属去除中的应用重金属污染是当前环境问题的重点之一。
木质素基吸附剂由于其特殊的结构和吸附性能,可以有效地去除废水中的重金属离子。
研究表明,木质素基吸附剂的吸附性能受到pH值、温度、离子强度等因素的影响。
通过调节反应条件可以优化吸附效果。
6. 结论木质素基吸附剂以其优异的吸附性能在废水处理、气体吸附和重金属去除等领域得到了广泛应用。
然而,目前的研究还面临着制备方法简化、吸附效果提高以及再生利用等问题。
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各类吸附剂的机理及其研究进展叶鑫华东交通大学摘要:吸附法作为一种重要的处理废水的方法已经得到广泛应用。
本文介绍了近年来利用吸附法处理废水的研究进展。
根据吸附机理将吸附剂吸附重金属的方法分为化学吸附和物理吸附两大类,并对其研究现状进行了介绍。
介绍了活性炭、沸石、壳聚糖、膨润土、生物吸附剂处理废水的研究进展,同时对吸附法处理重金属废水的发展方向进行了展望。
利用吸附法进行废水处理,具有适应范围广、处理效果好、可回收有用物料以及吸附剂可重复使用等优点,因此随着现有吸附剂性能的不断完善以及新型吸附剂的研制成功,吸附法在水处理中的应用前景将更加广阔。
关键词:吸附剂;吸附法;研究吸附剂是指能有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。
常用的吸附剂有以碳质为原料的各种活性炭吸附剂和金属、非金属氧化物类吸附剂。
最具代表性的吸附剂是活性炭,吸附性能相当好,但是成本比较高,曾应用在松花江事件中用来吸附水体中的甲苯。
吸附法是利用吸附剂吸附废水中某种或几种污染物,以便回收或去除它们,从而使废水得到净化的方法。
利用吸附法进行物质分离已有漫长的历史,国内外的科研工作者在这方面作了大量的研究工作,目前吸附法已广泛应用于化工、环境保护、医药卫生和生物工程等领域。
在化工和环境保护方面,吸附法主要用于净化废气、回收溶剂(特别适用于腐蚀性的氯化烃类化合物、反应性溶剂和低沸点溶剂)和脱除水中的微量污染物。
后者的应用范围包括脱色、除臭味、脱除重金属、除去各种溶解性有机物和放射性元素等。
在处理流程中,吸附法可作为离子交换、膜分离等方法的预处理,以去除有机物、胶体及余氯等,也可作为二级处理后的深度处理手段,以便保证回用水质量。
利用吸附法进行水处理,具有适应范围广、处理效果好、可回收有用物料以及吸附剂可重复使用等优点,随着现有吸附剂性能的不断完善以及新型吸附剂的研制成功,吸附法在水处理中的应用前景将更加广阔。
吸附剂是决定高效能的吸附处理过程的关键因素,广义而言,一切固体都具有吸附能力,但是只有多孔物质或磨得极细的物质由于具有很大的表面积,才能作为吸附剂。
工业吸附剂还必须满足下列要求:(1)吸附能力强;(2)吸附选择性好;(3)吸附平衡浓度低;(4)容易再生和再利用;(5)机械强度好;(6)化学性质稳定;(7)来源广;(8)价廉。
一般工业吸附剂很难同时满足这八个方面的要求,因此,在吸附处理过程中应根据不同的场合选用不同的吸附剂。
目前,可用于水处理的吸附剂有活性炭、吸附树脂、改性淀粉类吸附剂、改性纤维素类吸附剂、改性木质素类吸附剂、改性壳聚糖类吸附剂以及其他可吸收污染物质的药剂、物料等[1]。
本文主要对上述吸附剂的应用研究现状和发展。
1 活性炭吸附剂中活性炭应用于水处理已有几十年的历史。
60年代后有很大发展,国内外的科研工作者已在活性炭的研制以及应用研究方面作了大量的工作。
制作活性炭的原料种类多、来源丰富,包括动植物(如木材、锯木屑、木炭、谷壳、椰子壳、稻麦杆、坚果壳、脱脂牛骨、鱼骨等)、煤(泥煤、褐煤、沥青煤、无烟煤等)、石油副产物(石油残渣、石油焦等)、纸浆废物、合成树脂以及其他有机物(如废轮胎)[2]等。
但是,活性炭因生产工艺、原料的不同,性能悬殊非常大,用途也不一样,目前工业上使用的活性炭有粒状和粉状两种,其中以粒状为主。
与其他吸附剂相比,活性炭具有巨大的比表面积以及微孔特别发达等特点,因此是目前废水处理中普遍采用的吸附剂。
与国外同类产品相比,我国活性炭存在产量少、质量差、使用寿命短、再生率低等缺点,因此如何改进活性炭生产工艺,提高其产量和质量是当前迫切需要解决的问题。
2 吸附树脂吸附树脂按基本结构分类,可分类为非极性、中极性、极性和强极性四种类型。
常见产品有美国Amberlite XAD 系列,日本HP 系列,法国Duolite A系列等。
此外,国内一些单位也研制出一些性能优良的大孔吸附树脂。
吸附树脂具有适应性大、应用范围广、吸附选择性好、稳定性高等优点,因此国内外对吸附树脂在水处理方面的应用进行了大量的研究。
目前,吸附树脂可用于去除废水中的重金属、脂肪酸钠盐、阴离子表面活性剂、酚类物质、稀土元素、对苯二甲酸、苯胺、氟离子等。
但在水处理过程中,吸附树脂会受到氧化剂的氧化,铁、硅、油等物质的污染以及前级吸附树脂本身带有的分解产物和碎块的污染,而且还可能发生热降解,从而引起树脂性能劣化,使用效果下降[3,4]。
因此,当前的趋势是开发高性能的新型树脂如磁性树脂、耐热树脂和特效吸附树脂等,便于提高再生效率、扩大应用范围,并能和其他技术联合使用以弥补树脂吸附法的不足。
3 改性纤维素类吸附剂纤维素是地球上最丰富的、可以恢复的天然资源,具有价廉、可降解并对环境不产生污染等优点,因此对纤维素的改性研究一直受到人们的重视。
纤维素的化学改性研究大致可归结为三个主要方向:(1)利用一般酯化和醚化的方法;(2)利用有机化学改性的方法;(3)利用接枝共聚的方法。
改性纤维素类吸附剂是改性纤维素产品中具有重要应用价值的研究方向之一。
这类吸附剂所带基团的类型主要有磺酸型、羧酸型、磷酸型、伯胺型、仲胺型、叔胺型、季胺盐型和两性型等。
目前改性纤维素类吸附剂主要用于去除水体中的Cu2+、Mn2+、Co2+、Fe3+、Pb2+、Hg2+、Cd2+等重金属离子以及印染废液中的直接染料、酸性染料等阴离子型染料,并均取得很好地处理效果,而且容易脱附再生[5]。
黄金阳等[6]以硝酸铈铵为引发剂,在纤维素上接枝丙烯腈,将共聚物先皂化后偕胺肟化,制备了一种含偕胺肟基和羧基的新型纤维素螯合吸附剂(AOSC),并对进行吸附性能的研究。
此纤维素吸附剂对Cr6+的吸附容量达95.8 mg/g。
这类吸附剂既具有活性炭的吸附能力,又比其他吸附剂容易再生,而且稳定性高,吸附选择性特殊,吸附成本远低于其他吸附剂,因此充分利用纤维素这种地球上最丰富的再生性资源,进一步研制和开发出新型的纤维素类吸附剂并扩大其应用范围将是吸附剂的研究重点之一。
但是,纤维素吸附剂多为粉状或微粒状,孔结构不理想,限制了其使用。
而球形纤维素吸附剂不仅具有疏松和亲水性网络结构的基体,可以控制孔度、粒度,并具有比表面积大、通透性好和水力学性能好等优点,易于处理并适合柱上操作,已引起了国内外很多科研工作者的兴趣。
因此,球形纤维素吸附剂已成为了纤维素类吸附剂研究的一个焦点。
郭学军等[7]将制备出的纤维素珠体固载氢氧化铁吸附剂(BCF)用于吸附地下水中砷酸盐和亚砷酸盐,此吸附剂具有良好的机械性能,并对砷酸盐和亚砷酸盐有较好的去除作用。
刘明华等[8]以棉花为原料,经过碱化、老化、黄化和溶解等工序研制出粘胶液,再利用热溶胶转相法,将粘胶均匀分散在变压器油中,制得粒径为0.8-1.2 mm 的球形纤维素珠体。
并采用独特的工艺对纤维素珠体进行化学改性,研制出两种新型的球形纤维素金属吸附剂SCAM-1 和SCAM-2,并对其吸附性能进行研究. 结果表明SCAM-1 和SCAM-2吸附剂对Cu2+、Co3+、Cr3+、Nd3+等金属离子具有很好的吸附效果,而且再生容易,回收率高,并可以重复使用。
林春香等[9]以纤维素/N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)/H2O 溶液为原料,用NMMO 法制备出一种新型球形纤维素吸附剂,并研究了其对水中Ni2+的吸附行为。
研究发现,Ni2+的起始浓度越大,球形纤维素吸附剂对其吸附量越高,但当Ni2+的起始浓度达到235 mg/L 左右时,吸附量趋于饱和。
目前,球形纤维素吸附剂已被广泛应用于生命科学的许多方面,如血液中不良成分的去除和血液分析,各种酶的分离纯化,医药、生化工程材料以及普通蛋白质的分离纯化等。
此外,它还被用作凝胶色谱、亲和色谱的固定相,并可用于分离、鉴定、回收无机金属离子以及从海水中提取铀、金等贵金属等。
为了扩大改性纤维素类吸附剂的应用范围,应不断开发出新型的特效纤维素类吸附剂,使其吸附性能、再生效率以及抗氧化能力等方面优于一般的吸附树脂。
而且除制成粉状、细微颗粒状或纤维状的吸附剂外,还应研制出织物状或球状的改性纤维素类吸附剂,这有助于改变或改进工业上原有的吸附操作设备,便于大大简化吸附操作步骤。
4 改性壳聚糖类吸附剂壳聚糖是甲壳素经化学法处理脱乙酰基后的产物,是自然界仅次于纤维素的第二大天然高分子化合物,来源极其丰富。
作为一种天然线形高分子碱性多糖,壳聚糖具有无毒无味,生物相容性好的特点,壳聚糖分子链的糖残基上既有羟基也有氨基,易改性,而且与其他吸附剂相比,壳聚糖具有吸附容量大、净化效率高、用量少、使用寿命长、可再生和不造成二次污染等优越性,因此壳聚糖被认为是水处理领域中最具潜力的环境友好型吸附材料。
壳聚糖作为一种具有优良性能的天然高分子材料,广泛应用于各行业,但由于分子结构中的氨基能与羟基形成强的分子间氢键,壳聚糖存在着只能溶于酸性水溶液中,不能溶于水和有机溶剂;在酸性储存会发生分解,使分子量下降;在弱酸性介质中易发生沉淀等问题,妨碍了它的应用领域和范围。
因此,对壳聚糖进行化学修饰,改善它的物理、化学特性势在必行,也是壳聚糖应用研究的一个重要内容。
5 其他吸附剂除了上述吸附剂外,国内外很多科研工作者还利用花生皮、花生壳、玉米麸质、洋葱皮、茶叶等天然有机材料及其化学改性物作为吸附剂来吸附处理水中的Mg2+、Ca2+、重金属离子、砷化合物等无机物质以及染料等有机污染物。
此外,粉煤灰、天然沸石、腐殖酸类物质、陶土、蒙托石、高岭石、膨润土、泥炭,褐煤、硅石、粘土及其改性物等亦是很好的吸附剂,可有效地去除工业废水中的各种金属离子(如Cu2+、Zn2+、Ni2+、Cd2+、Hg2+等)、氨类物质、磷化合物、表面活性剂、吡啶和酚类物质等污染物。
展望吸附法作为一种重要的处理废水的方法,具有操作简单、廉价易得等优点已被广泛使用,但因目前吸附剂普遍都价格昂贵,因此开发廉价、高效率、无污染、可再次利用的吸附剂将是离子吸附研究的主要方向。
目前吸附剂可以通过物理、化学等方法对现有吸附剂进行改性,以增强吸附剂的选择吸附性;加强生物吸附剂的开发研究,因为生物吸附剂来源广泛、种类多,并且大多都可以降解、不会造成二次污染;开发一些具有较强吸附脱附功能的新型纳米材料,在处理废水过程中提高回收和利用。
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