编者按:吸附材料是一类来源广、廉价的、易制备的、具有大的比表面积的有机/无机材料。随着工业化的进程不断推进,环境污染已经严重威胁人类的生存,新型吸附材料在重金属离子和染料引发的水污染处理中发挥着越来越重要的作用。
本栏目收录了3篇涵盖有机/无机吸附材料方面的文章,主要涉及SiO2/聚噻吩复合材料吸附水体中Pb2+和Cd2+、新型生物质果胶吸附水体中铜离子、磁性聚苯胺纳米纤维吸附水体中铜离子和刚果红染料,这3类吸附材料在单位吸附量、选择性、重复利用等方面展现出了良好的性能。
二氧化硅/聚噻吩复合吸附剂处理Pb2+和Cd2+
背景介绍:现代工业面临着来自环境、材料和能源的一系列前所未有的挑战。聚吡咯、聚苯胺和聚噻吩(PTh)等聚合物被认为是处理和处置环境污染物的新一代材料,具有显著的吸附能力和回收利用的可能性。在这些聚合物中,聚噻吩表现出新的集体理化性质和环境友好性,近年来引起了越来越多的关注。工业废水中含有大量的重金属离子,这些离子具有生物不可降解性、毒性、生物体积累性等特点。农作物在这种水环境中生长,会致使农作物减产甚至死亡,而且农产品会带有重金属最终危害的是人类的生命健康。采用吸附法对其进行高效处理迫在眉睫。聚噻吩的优异性能使其成为一种很有前途的重金属废水净化吸附剂。为了获得一种具有灵敏的选择性聚噻吩吸附剂,可以引入非均质材料来协同辅助重金属的选择性吸附。氧化物被广泛认为是有前途的候选者。据报道,锰氧化物对Cu2+具有特殊的吸附亲和力,铁氧化物对Pb2+具有独特的吸附亲和力,而Zn2+可被硅氧化物极大地吸引。本研究将采用溶胶-溶剂热法合成SiO2与聚噻吩结合形成了复合材料SiO2/PTh吸附剂,通过研究吸附剂对重金属离子的吸附过程,阐明吸附剂对重金属的特殊亲和力机理,为吸附剂的设计提供指导意义。
文章亮点:
1. 以溶胶-凝胶法合成了SiO2,再与聚噻吩反应合成了壳型结构的SiO2/聚噻吩复合材料。
2. SiO2/聚噻吩复合吸附剂带有负电荷,会吸引带有正电的重金属离子,然后其含氧官能团和金属离子发生螯合作用,达到去除重金属离子的目的。
3. SiO2/聚噻吩复合吸附剂对Pb和Cd的吸附过程符合拟二级动力学模型和Langmuir等温线模型,吸附过程是以化学吸附为主的单分子层吸附。
引用本文:张丽丽. 二氧化硅/聚噻吩复合吸附剂处理Pb~(2+)和Cd~(2+)[J]. 化学试剂, 2022, 44(03): 385-392.
阅读原文:https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CJFD&dbname=CJFDAUTO&filename=HXSJ202203008&uniplatform=NZKPT&v=qriNuqmhkzvjkytOkKuj-XBOjgdV4hOZ9TFHUmkHFGJguVlSQSiLKdVd_2__hdf7
新型生物质果胶吸附材料的制备及水溶液中
铜离子(II)吸附性能研究
背景介绍:重金属离子水体污染一直以来都是科技工作者密切关注的焦点。吸附法处理水体中重金属离子,因操作简单、可回收重金属离子等特点,备受研究人员青睐。吸附法处理重金属离子污染水体的关键在于吸附材料的制备。吸附材料可分为有机吸附材料和无机吸附材料。无机吸附材料,如沸石、活性炭、介孔陶瓷等;有机吸附材料,如木质素、纤维素等,具有较强的可塑性,且易引入不同官能团,如羧基,磺酸基,羟基、氨基等,可增强吸附材料的吸附能力。近年来,生物质吸附材料作为一种可持续再生的有机吸附材料,在水体重金属离子吸附研究方面做出了显著的贡献。植物天然果胶作为一种环境友好、生物降解能力强的生物质,广泛地分布植物体内,如杜仲叶、柑橘皮及豆腐柴叶等。在实践应用方面,天然果胶在化工、食品加工和制药领域被广泛应用。本文以豆腐柴叶中植物果胶作为研究对象,采用碱化改性的植物果胶作为新型生物质果胶吸附材料,并对水溶液中重金属铜离子进行吸附实验及吸附性能评价。
文章亮点:
1)亲水性磁性颗粒Fe3O4@SiO2负载于新型生物质果胶吸附材料,赋予了该吸附材料在磁场作用下一定的“运动能力”,可有效地对水体中重金属铜离子进行回收再利用。
2)新型生物质果胶吸附材料在吸附水溶液中铜离子方面,主要是以静电吸附和络合作用为主的化学吸附,从而实现高效稳定的铜离子吸附作用,具有较强的实践应用价值。
引用本文:姚元勇, 何来斌, 张萌, 等. 新型生物质果胶吸附材料的制备及水溶液中铜离子(Ⅱ)吸附性能研究[J]. 化学试剂, 2022, 44(03): 393-400.
阅读原文:https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CJFD&dbname=CJFDAUTO&filename=HXSJ202203009&uniplatform=NZKPT&v=qriNuqmhkztRPbsKLv16U0ntMozTl7SXtzeTD8oZC6oFQYRkQefLTywyhFLphEgk
磁性聚苯胺纳米纤维吸附性能的探究
背景介绍:随着工业的发展大量有毒有害的重金属离子废水和染料废水被排入河流,造成水资源的污染,同时也对环境造成了极大的危害。大多数离子及有机染料具有毒性和致癌性,有效去除废水中的金属离子和有机染料具有实际意义。吸附法是一种简单、经济、有效的去除污染物的方法,而用于吸附的材料如活性炭、壳聚糖等具有大的比表面积,具有很好的吸附效果,但是其吸附后不宜分离更不宜回收重复使用也不适合推广大量使用。开发出一种高吸附率且成本低、易于回收的吸附剂非常重要。聚苯胺作为一种具有高比表面积、独特吸附机理、环境友好性、高稳定性和重复利用特点的导电高分子材料,近年来成为了新型吸附材料的研究热点。聚苯胺对卤素元素高吸附性能引起了广泛关注,一定程度上填补了这方面的空白,但是其无法大量生产,吸附后不宜分离。为了解决上述问题本文提出一种有机酸掺杂聚苯胺复合磁性颗粒,可以合成纤维形貌包覆的磁性聚苯胺吸附剂,这种吸附剂可以进行高效磁分离,且吸附性能好。
文章亮点:
1)聚苯胺内部含有大量的氨基、亚氨基提供了大量的吸附位点,对含有铜离子、刚果红废水有高效的吸附能力。
2)少量的磁性聚苯胺可以很好的吸附大量铜离子及刚果红,一次去除率均达到95%以上,并且由于具有磁性便于分离从而达到循环使用,在循环5次后去除率仍达到90%以上。
引用本文:李大为, 陶玉仑, 李硕, 等. 磁性聚苯胺纳米纤维吸附性能的探究[J]. 化学试剂, 2022, 44(03): 401-407.
阅读原文:https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CJFD&dbname=CJFDAUTO&filename=HXSJ202203010&uniplatform=NZKPT&v=qriNuqmhkzsOJbd7FC4AJvomU3xsfJy-EJgywj0OHfhTwT0yoIQuGO1MYE7bAM4G