吸附性能专辑 2024-2025

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1. 金属有机框架多孔玻璃agSALEM-2的制备
谭依玲, 李诗纯, 孙杰
材料研究学报    2024, 38 (5): 373-378.   DOI: 10.11901/1005.3093.2023.225
摘要 (2555)   HTML (1)    PDF(pc) (4431KB)(421)    收藏

选择MOF晶体SALEM-2作为制备多孔玻璃的前驱体,将其熔融淬火制备出多孔玻璃agSALEM-2。X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和热重(TGA)等分析结果表明,SALEM-2熔融前依次经历热致非晶化、重结晶和分解。SALEM-2中的部分有机配体2-甲基咪唑(MIm)分解,产生的缺陷使其熔点降低。在淬火过程中MIm阻碍了框架结构的重新形成,从而部分保留了液态下的孔结构,淬火速率越高液态下的多孔结构保留的越多。agSALEM-2的BET比表面积最高可达150 m2/g。

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2. 酸-碱改性粉煤灰吸附剂的制备及其对染料的去除性能
王琰, 张昊, 常娜, 王海涛
材料研究学报    2024, 38 (5): 379-389.   DOI: 10.11901/1005.3093.2023.238
摘要 (1927)   HTML (2)    PDF(pc) (5868KB)(295)    收藏

以粉煤灰(CFA)为原料、以HCl和NaOH为改性剂制备改性粉煤灰多孔吸附剂(MCFA),使用SEM观察、XRD谱、BET、FT-IR、XPS等手段表征改性前后CFA的结构,研究了MCFA的投加量和染料的pH值对染料吸附性能的影响并揭示了吸附机理。结果表明,CFA改性后MCFA的表面粗糙多孔,比表面积从5.2 m2/g增大到32.0 m2/g,其活性提高和吸附位点增多使其吸附性能提高。在吸附剂投加量为2 mL和染料的初始浓度为100 mg/L的条件下,对碱性品红和孔雀石绿的最大去除率可达99%。MCFA对印染废水的吸附过程包括物理吸附和化学吸附,用Freundlich模型能很好地加以描述。用准二级动力学比准一级动力学可描述对4种染料的吸附行为。

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3. Fe掺杂磁性生物炭的制备及其对金属离子Ni2+ 和Co2+ 的吸附性能
余谟鑫, 孙宇航, 史文旭, 张晨, 王晓婷
材料研究学报    2024, 38 (11): 849-860.   DOI: 10.11901/1005.3093.2023.571
摘要 (896)   HTML (0)    PDF(pc) (9626KB)(280)    收藏

使用芦荟青皮为碳源、FeSO4为Fe源,用共水热法制备炭前驱体,再将其高温热解(800℃)制备出磁性生物炭FSBC x-y。使用自动氮气吸附仪(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)、Zeta电位仪和X-射线光电子能谱仪(XPS)等手段对生物炭表征,研究其对废水中Ni2+和Co2+的吸附性能。结果表明,FSBC x-y 表面有分级多孔结构的层状堆叠。芦荟青皮与FeSO4质量比为3∶1的FSBC3-1其比表面积为82 m2·g-1,总孔体积为0.10 cm3·g-1。FSBC3-1表面有O,S和Fe等元素生成的丰富活性基团,其与Ni2+和Co2+发生离子交换、络合作用、共沉淀和静电吸附等反应。FSBC3-1的吸附等温线和吸附动力学符合Langmuir模型和拟二级动力学模型。根据Langmuir模型计算出FSBC3-1对Ni2+和Co2+的理论最大吸附量分别为136.43 mg·g-1和132.10 mg·g-1,以化学吸附为主。FSBC3-1对金属离子有较大的动态吸附容量。

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4. 石墨烯掺杂的聚吡咯/钴镍双氢氧化物电控分离低浓度磷酸盐的性能
杨言言, 刘堰, 杨颂, 汪紫彤, 朱峰, 余钟亮, 郝晓刚
材料研究学报    2025, 39 (6): 425-434.   DOI: 10.11901/1005.3093.2024.242
摘要 (1248)   HTML (0)    PDF(pc) (10490KB)(149)    收藏

采用两步电沉积法制备一种花簇状石墨烯掺杂的聚吡咯/双金属氢氧化物(PPy-G/CoNi-LDH)杂化膜,使用XRD、SEM、XPS和TEM等手段表征其组成、结构和微观形貌。通过电控离子交换技术(Electrically switched ion exchange, ESIX) 将其用于对水中PO43-的吸附/脱附,采用电化学手段研究了磷酸盐浓度、吸附电位、酸碱性以及共存离子等因素对其吸附磷酸根离子性能的影响。结果表明,吸附电位和初始磷酸盐浓度的提高都使PPy-G/CoNi-LDH对PO43-的吸附量提高。在吸附电位为0.8 V条件下对10 mg·L-1溶液中PO43-的吸附量可达40.23 mg·g-1;在中性和微碱性条件下PPy-G/CoNi-LDH的吸附性能良好;在7次循环吸附/脱附过程中,PPy-G/CoNi-LDH的吸附稳定性较高。

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5. 油页岩灰基磁性分子筛的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能
段玉, 王倩, 刘宏臣, 车远军, 石磊, 白慧娟
材料研究学报    2025, 39 (6): 463-473.   DOI: 10.11901/1005.3093.2024.290
摘要 (1040)   HTML (0)    PDF(pc) (1261KB)(121)    收藏

以油页岩灰为原料用碱熔水热法制备了Fe3O4@NaX型磁性分子筛并用于吸附亚甲基蓝(MB),研究了在不同条件下这种分子筛对MB的吸附性能并揭示其机理。结果表明:在2.0% Fe3O4@NaX (质量分数)型磁性分子筛用量为1 g/L、溶液的初始pH值为5.7、MB溶液的初始浓度为50 mg/L、吸附温度为25 ℃的条件下,分子筛对MB吸附60 min,MB的吸附率和平衡吸附量分别为96.98%和45.19 mg/g。这种分子筛在外磁场作用下能使染料溶液快速分离,且其再生重复使用的性能较好。Fe3O4@NaX型分子筛对MB的吸附遵循拟二级动力学和Langmuir等温线模型,是一个自发和放热的熵减过程。静电引力、氢键和孔隙扩散是吸附的主要推动力。

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6. 纳米Ag0@ACF材料的制备及其对气态碘的吸附性能
詹杰, 陈小江, 邹之利, 苏兴东, 谢世宇, 江亮, 王金铃, 王烈林
材料研究学报    2025, 39 (9): 673-682.   DOI: 10.11901/1005.3093.2024.336
摘要 (1977)   HTML (1)    PDF(pc) (9743KB)(515)    收藏

以活性炭纤维为模板,用水热改性和原位自还原方法制备活性炭纤维负载纳米银Ag0@ACF吸附材料,并使用SEM-EDS、XRD、BET和XPS等手段对其表征,研究了这种材料对气态碘的吸附性能。结果表明:纳米银均匀地负载在微孔活性炭纤维材料中成为高比表面积、高反应活性的Ag0@ACF复合材料。4%Ag0@ACF材料对气态单质碘和甲基碘的吸附容量分别为2.25 g/g和0.48 g/g,分别比活性炭纤维材料提高2.5倍和3.5倍。随着改性剂浓度的提高Ag0@ACF对气态碘的吸附容量随之提高;在130℃,改性材料的吸附性能仍较为优异。对这种材料的吸附动力学和机理分析表明,Ag0@ACF吸附气态碘时纳米银与碘发生化学反应生成了稳定的AgI,即发生了稳定的化学吸附行为;高反应活性的纳米Ag0与丰富多孔结构的活性炭纤维材料结合,实现了对气态碘的高速和高效捕集。

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