CN109395701A - 一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的制备方法与应用 - Google Patents

一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN109395701A
CN109395701A CN201811371506.8A CN201811371506A CN109395701A CN 109395701 A CN109395701 A CN 109395701A CN 201811371506 A CN201811371506 A CN 201811371506A CN 109395701 A CN109395701 A CN 109395701A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
doping
lignocellulosic
molybdenum
composite nano
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811371506.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109395701B (zh
Inventor
谈晶
张娅
王宏归
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yangzhou University
Original Assignee
Yangzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yangzhou University filed Critical Yangzhou University
Priority to CN201811371506.8A priority Critical patent/CN109395701B/zh
Publication of CN109395701A publication Critical patent/CN109395701A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109395701B publication Critical patent/CN109395701B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/0203Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04
    • B01J20/0218Compounds of Cr, Mo, W
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/24Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/286Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using natural organic sorbents or derivatives thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/48Sorbents characterised by the starting material used for their preparation
    • B01J2220/4812Sorbents characterised by the starting material used for their preparation the starting material being of organic character
    • B01J2220/4825Polysaccharides or cellulose materials, e.g. starch, chitin, sawdust, wood, straw, cotton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/20Heavy metals or heavy metal compounds
    • C02F2101/22Chromium or chromium compounds, e.g. chromates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明涉及一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的制备方法与应用,包括如下步骤:(1)木质纤维素在氨气氛围下煅烧,自然冷却后研磨,得到氮掺杂木质纤维素;(2)将钼酸铵溶解在去离子水中,配置成溶液I;(3)硫代乙酰胺溶解在去离子水中,配置成溶液II;(4)溶液I与溶液II充分混匀,配制成溶液III;(5)氮掺杂木质纤维素加入到溶液III,搅拌得到溶液Ⅳ;(6)溶液Ⅳ转移至高压反应釜,高温反应;(7)高温反应的溶液Ⅳ冷却后,对反应产物进行离心分离,得钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料。通过本发明,该钼、氮掺杂木质纤维素复合物对六价铬有良好吸附作用,多次重复试验后其吸附性能基本保持不变,具有良好的稳定性。

Description

一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的制备方法与 应用
技术领域
本发明涉及一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的制备方法与应用,属于钼、 氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料制备技术领域。
背景技术
含铬废水的传统处理方法较多,常用的处理方法主要包括吸附法、离子交换法、化学沉 淀法、膜分离法等,其中吸附法因其操作简单、投资少、处理效果好被公认为最有效的方法 之一。吸附剂种类繁多,常用的有活性炭,可以同时吸附多种重金属离子,吸附容量大,但 使用寿命短、需再生、操作费用高。因此,新型吸附剂的开发与应用具有十分重要的意义。 磁性纳米粒子、金属化合物等纳米材料因其比表面积大、活性高及脱附过程简便等优点受到 广泛关注,已成功运用到Hg、Cr、Pb、As等重金属离子的去除过程中。
二硫化钼是一种常见的硫化物,也是热门吸附剂之一。木质纤维素也是一种常见的碳材 料。将二氧化钼与改性的木质纤维素复合,可以提高其对水体中六价铬离子的吸附能力,。因 此,将二硫化钼与改性的木质纤维素复合将能开发出良好的六价铬吸附剂。
发明内容
本发明的目的在于,克服现有技术中存在的问题,提供一种钼、氮掺杂木质纤维素复合 纳米吸附材料的制备方法与应用,具体涉及钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料制备方 法及吸附技术,此复合物具有优良的吸附性能。
本发明的目的是这样实现的,一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的制备方法, 其特征在于,包括如下步骤:
(1)将木质纤维素在氨气氛围下煅烧,自然冷却后研磨,得到氮掺杂木质纤维素;
(2)将0.1~1mmol的钼酸铵溶解在10~100mL的去离子水中,配置成溶液I;
(3)将5~10mmol硫代乙酰胺溶解在10~50mL的去离子水中,配置成溶液II;
(4)将溶液I与溶液II充分混匀,配制成溶液III;
(5)将氮掺杂木质纤维素加入到溶液III中,搅拌均匀得到溶液Ⅳ;
(6)将溶液Ⅳ转移至高压反应釜中,高温反应;
(7)待高温反应的溶液Ⅳ冷却后,对步骤(6)反应产物进行离心分离,收集沉淀,分别用去离子水、无水乙醇清洗,将清洗后的反应产物置于烘箱中烘干过夜,即得钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料。
步骤(1)中,反应煅烧温度为600~800℃,升温速度为5~15℃/min,煅烧时间为1~3 h。
步骤(5)中,木质纤维素其质量为10~30mg。
步骤(6)中,溶液Ⅳ的溶液体积为60~100mL,反应温度为180~220℃,反应时间为16~24小时。
步骤(7)中,离心速率为2000~6000r/min,乙醇和水的清洗次数为3~6次,烘箱稳定 温度为60~80℃。
一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的应用,其特征在于,包括如下步骤:
a)取钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料4~10mg置于50mL试管中,加入体积为 20~50mL的重铬酸钾溶液,用盐酸或氢氧化钠调节溶液pH,磁力搅拌条件下反应,得到反应 后的溶液;
b)取反应后的溶液,过滤后取2~5mL滤液于比色管中,稀释至标线,加入体积比为1:1 的硫酸、1:1磷酸以及二苯卡巴肼溶液,显色5min,用分光光度计在波长540nm处测量其吸 光度;
c)配置5个不同浓度的重铬酸钾原液,分别用分光光度计检测其吸光度,得到吸光度与 浓度关系的标准曲线;
d)计算吸附效率或六价铬去除率=(C0–Ct)/C0×100%,C0反应前溶液中六价铬离子 的浓度mg/L,Ct反应t时间后溶液中六价铬离子的浓度mg/L;
e)计算材料吸附容量=(C0-Ct)V/W,C0反应前溶液中六价铬离子的浓度mg/L,Ct反应t 时间后溶液中六价铬离子的浓度mg/L,V是参与反应的重铬酸钾溶液的体积L,W是参与反 应的吸附剂的质量g。
步骤a)中,所述pH为2~9,重铬酸钾溶液的浓度为20~60ppm,反应时间为0~150min。
步骤b)中,所述的加入磷酸的体积为0.5mL、加入硫酸的体积为0.5mL、加入二苯卡巴 肼溶液的体积为2mL。
实现本发明目的的技术解决方案是钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料制备方法及 吸附技术,包括如下步骤:
⑴将木质纤维素在氨气氛围下煅烧,自然冷却后研磨,得到氮掺杂木质纤维素;
⑵将0.1~1mmol的钼酸铵溶解在10~100mL的去离子水中,配置成溶液I;
⑶将5~10mmol硫代乙酰胺溶解在10~50mL的去离子水中,配置成溶液II;
⑷将溶液I与溶液II充分混匀,配制成溶液III;
⑸将氮掺杂木质纤维素加入到溶液III中,搅拌均匀得到溶液Ⅳ;
⑹将溶液Ⅳ转移至高压反应釜中,高温反应;
⑺待溶液冷却后,对步骤(6)反应产物进行离心分离,收集沉淀,分别用去离子水、无 水乙醇清洗,将清洗后的反应产物置于烘箱中烘干过夜,即得钼、氮掺杂木质纤维素复合纳 米吸附材料;
⑻取步骤⑺的产物4~10mg置于50mL试管中,加入体积为20~50mL的重铬酸钾溶液, 用盐酸或氢氧化钠调节溶液pH,磁力搅拌条件下反应;
⑼取反应后的溶液,过滤后取2~5mL滤液于比色管中,稀释至标线,加入体积比为1:1 的硫酸、1:1磷酸以及二苯卡巴肼溶液,显色5min,用分光光度计在波长540nm处测量其吸 光度;
⑽配置5个不同浓度的重铬酸钾原液,分别用分光光度计检测其吸光度,得到吸光度与 浓度关系的标准曲线;
⑾计算吸附效率或六价铬去除率=(C0-Ct)/C0×100%(C0反应前溶液中六价铬离子的浓 度mg/L,Ct反应t时间后溶液中六价铬离子的浓度mg/L)
⑿计算材料吸附容量=(C0-Ct)V/W(C0反应前溶液中六价铬离子的浓度mg/L,Ct反应t 时间后溶液中六价铬离子的浓度mg/L,V是参与反应的重铬酸钾溶液的体积L,W是参与反应的吸附剂的质量g)。
步骤(1)所述的反应煅烧温度为600~800℃,升温速度为5~15℃/min,煅烧时间为1~3 h。
步骤⑸所述的木质纤维素其质量为10~30mg。
步骤(6)所述的溶液体积为60~100mL,反应温度为180~220℃,反应时间为16~24小时。
步骤⑺所述的的离心速率为2000~6000r/min,乙醇和水的清洗次数为3~6次,烘箱稳 定温度为60~80℃。
步骤⑻所述pH为2~9,重铬酸钾溶液的浓度为20~60ppm,反应时间为0~150min。
步骤⑼所述的加入磷酸的体积为0.5mL、加入硫酸的体积为0.5mL、加入二苯卡巴肼溶液 的体积为2mL。
相对于现有技术,本发明取得了以下有益效果:
①在硫化钼合成体系中加入氮掺杂木质纤维素是为了更好调控硫化钼的结构,促使硫化 钼复合物具有更大的比表面积和更好的分散性能,二硫化钼与氮掺杂木质纤维素的协同作用, 能有确保所得复合物具有更好吸附性能。
②煅烧后的木质纤维素结构更优,性能更加稳定,耐腐蚀、耐老化且重复使用率高。
③步骤⑺中先用乙醇清洗去除未反应的硫代乙酰胺,再用去离子水清洗去除未反应的无 机离子,可以获得纯净的钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米材料。
④钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米材料,具有优异的吸附性能,合成方法简单且成本较 低,用于含铬废水具有很高的去除率,具有较高的潜在工业应用价值。对于初始六价铬浓度 低于50ppm的废水,按照200mg/L钼、氮掺杂木质纤维素,六价铬去除率可达80%以上。
综上,本发明涉及一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米抑菌材料的制备与应用,包括如 下步骤:将煅烧好的掺氮木质纤维素均匀的分散到合成二硫化钼的体系中,高压反应釜中反 应,离心分离沉淀物并烘干过夜,得到钼、氮掺杂木质纤维素复合物。取一定量的纳米复合 材料加入到不同浓度的六价铬溶液中,磁力搅拌反应。反应不同的时间,取出适量溶液,过 滤,向滤液中加入硫酸、磷酸以及二苯卡巴肼溶液,用分光光度计检测其吸光度,并通过标 准曲线计算得到反应后六价铬溶液的浓度,得到去除效率。结果证明:该钼、氮掺杂木质纤 维素复合物对六价铬有良好的吸附作用,且多次重复试验后其吸附性能基本保持不变,具有 良好的稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例1的钼、氮掺杂木质纤维素复合物的SEM图谱。
图2为本发明实施例1的钼、氮掺杂木质纤维素复合物的TEM图谱。
图3为本发明中钼、氮掺杂木质纤维素在不同初始浓度条件下反应不同时间对六价铬离 子的去除率。
图4为本发明中钼、氮掺杂木质纤维素在不同初始浓度条件下达到平衡时材料的吸附容 量。
具体实施方式
下面结合附图以及附图说明对本发明做进一步的说明。
实施例1
本发明的一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的制备与应用,依次包括如下步 骤:
将木质纤维素在氨气氛围下800℃煅烧2h,升温速率为5℃/min自然冷却后研磨,得到 氮掺杂木质纤维素;
⑴将0.5mmol的钼酸铵溶解在40mL的去离子水中,配置成溶液I;
⑵将10mmol硫代乙酰胺溶解在40mL的去离子水中,配置成溶液II;
⑶将溶液I与溶液II充分混匀,配制成溶液III;
⑷将30mg氮掺杂木质纤维素加入到溶液III中,搅拌均匀得到溶液Ⅳ;
⑸将80mL的溶液Ⅳ转移至100mL高压反应釜中,200℃反应20h;
⑹待溶液冷却后,对步骤(6)反应产物进行离心分离,收集沉淀,分别用去离子水、无水 乙醇清洗3遍,将清洗后的反应产物置于烘箱中60℃烘干过夜,即得钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料,其形貌如图1、2所示;
⑺取步骤⑺的产物6mg置于50mL试管中,加入30mL浓度为20ppm的重铬酸钾溶液,用 盐酸或氢氧化钠调节溶液pH至2,磁力搅拌条件下分别反应5、10、20、30min;
⑻取反应后的溶液,过滤后取2mL滤液于比色管中,稀释至标线,分别加入1:1的硫酸、 1:1磷酸0.5mL以及2mL二苯卡巴肼溶液,显色5min,用分光光度计在波长540nm处测 量其吸光度;
⑼分别配置20、30、40、50、60ppm五个不同浓度的重铬酸钾原液,分别用分光光度计检 测其吸光度,得到吸光度与浓度关系的标准曲线;
⑽计算吸附效率或六价铬去除率=(C0-Ct)/C0×100%(C0反应前溶液中六价铬离子的浓度 mg/L,Ct反应t时间后溶液中六价铬离子的浓度mg/L)
⑾计算材料吸附容量=(C0-Ct)V/W(C0反应前溶液中六价铬离子的浓度mg/L,Ct反应t时 间后溶液中六价铬离子的浓度mg/L,V是参与反应的重铬酸钾溶液的体积L,W是参与反应的吸附剂的质量g)
六价铬去除效率=(C0-C1)/C0×100%=100%
实施例2
本发明的一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的制备与应用,依次包括如下步 骤:
⑴将木质纤维素在氨气氛围下800℃煅烧2h,升温速率为5℃/min自然冷却后研磨,得到氮 掺杂木质纤维素;
⑵将0.5mmol的钼酸铵溶解在40mL的去离子水中,配置成溶液I;
⑶将10mmol硫代乙酰胺溶解在40mL的去离子水中,配置成溶液II;
⑷将溶液I与溶液II充分混匀,配制成溶液III;
⑸将30mg氮掺杂木质纤维素加入到溶液III中,搅拌均匀得到溶液Ⅳ;
⑹将80mL的溶液Ⅳ转移至100mL高压反应釜中,200℃反应20h;
⑺待溶液冷却后,对步骤(6)反应产物进行离心分离,收集沉淀,分别用去离子水、无水 乙醇清洗3遍,将清洗后的反应产物置于烘箱中60℃烘干过夜,即得钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料;
⑻取步骤⑺的产物6mg置于50mL试管中,加入30mL浓度为30ppm的重铬酸钾溶液,用 盐酸或氢氧化钠调节溶液pH至2,磁力搅拌条件下分别反应5、10、20、30min;
⑼取反应后的溶液,过滤后取2mL滤液于比色管中,稀释至标线,分别加入1:1的硫酸、 1:1磷酸0.5mL以及2mL二苯卡巴肼溶液,显色5min,用分光光度计在波长540nm处测 量其吸光度;
⑽分别配置20、30、40、50、60ppm五个不同浓度的重铬酸钾原液,分别用分光光度计检 测其吸光度,得到吸光度与浓度关系的标准曲线;
⑾计算吸附效率或六价铬去除率=(C0-Ct)/C0×100%(C0反应前溶液中六价铬离子的浓度 mg/L,Ct反应t时间后溶液中六价铬离子的浓度mg/L)
⑿计算材料吸附容量=(C0-Ct)V/W(C0反应前溶液中六价铬离子的浓度mg/L,Ct反应t时 间后溶液中六价铬离子的浓度mg/L,V是参与反应的重铬酸钾溶液的体积L,W是参与反应的吸附剂的质量g)
六价铬去除效率=(C0-C1)/C0×100%=100%
实施例3
本发明的一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的制备与应用,依次包括如下步 骤:
⑴将木质纤维素在氨气氛围下800℃煅烧2h,升温速率为5℃/min自然冷却后研磨,得到氮 掺杂木质纤维素;
⑵将0.5mmol的钼酸铵溶解在40mL的去离子水中,配置成溶液I;
⑶将10mmol硫代乙酰胺溶解在40mL的去离子水中,配置成溶液II;
⑷将溶液I与溶液II充分混匀,配制成溶液III;
⑸将30mg氮掺杂木质纤维素加入到溶液III中,搅拌均匀得到溶液Ⅳ;
⑹将80mL的溶液Ⅳ转移至100mL高压反应釜中,200℃反应20h;
⑺待溶液冷却后,对步骤(6)反应产物进行离心分离,收集沉淀,分别用去离子水、无水 乙醇清洗3遍,将清洗后的反应产物置于烘箱中60℃烘干过夜,即得钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料;
⑻取步骤⑺的产物6mg置于50mL试管中,加入30mL浓度为40ppm的重铬酸钾溶液,用 盐酸或氢氧化钠调节溶液pH至2,磁力搅拌条件下分别反应5、10、20、30min;
⑼取反应后的溶液,过滤后取2mL滤液于比色管中,稀释至标线,分别加入1:1的硫酸、 1:1磷酸0.5mL以及2mL二苯卡巴肼溶液,显色5min,用分光光度计在波长540nm处测 量其吸光度;
⑽分别配置20、30、40、50、60ppm五个不同浓度的重铬酸钾原液,分别用分光光度计检 测其吸光度,得到吸光度与浓度关系的标准曲线;
⑾计算吸附效率或六价铬去除率=(C0-Ct)/C0×100%(C0反应前溶液中六价铬离子的浓度 mg/L,Ct反应t时间后溶液中六价铬离子的浓度mg/L)
⑿计算材料吸附容量=(C0-Ct)V/W(C0反应前溶液中六价铬离子的浓度mg/L,Ct反应t时 间后溶液中六价铬离子的浓度mg/L,V是参与反应的重铬酸钾溶液的体积L,W是参与反应的吸附剂的质量g)
六价铬去除效率=(C0-C1)/C0×100%=94.0%
实施例4
本发明的一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的制备与应用,依次包括如下步 骤:
⑴将木质纤维素在氨气氛围下800℃煅烧2h,升温速率为5℃/min自然冷却后研磨,得到氮 掺杂木质纤维素;
⑵将0.5mmol的钼酸铵溶解在40mL的去离子水中,配置成溶液I;
⑶将10mmol硫代乙酰胺溶解在40mL的去离子水中,配置成溶液II;
⑷将溶液I与溶液II充分混匀,配制成溶液III;
⑸将30mg氮掺杂木质纤维素加入到溶液III中,搅拌均匀得到溶液Ⅳ;
⑹将80mL的溶液Ⅳ转移至100mL高压反应釜中,200℃反应20h;
⑺待溶液冷却后,对步骤(6)反应产物进行离心分离,收集沉淀,分别用去离子水、无水 乙醇清洗3遍,将清洗后的反应产物置于烘箱中60℃烘干过夜,即得钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料;
⑻取步骤⑺的产物6mg置于50mL试管中,加入30mL浓度为50ppm的重铬酸钾溶液,用 盐酸或氢氧化钠调节溶液pH至2,磁力搅拌条件下分别反应5、10、20、30min;
⑼取反应后的溶液,过滤后取2mL滤液于比色管中,稀释至标线,分别加入1:1的硫酸、 1:1磷酸0.5mL以及2mL二苯卡巴肼溶液,显色5min,用分光光度计在波长540nm处测 量其吸光度;
⑽分别配置20、30、40、50、60ppm五个不同浓度的重铬酸钾原液,分别用分光光度计检 测其吸光度,得到吸光度与浓度关系的标准曲线;
⑾计算吸附效率或六价铬去除率=(C0-Ct)/C0×100%(C0反应前溶液中六价铬离子的浓度 mg/L,Ct反应t时间后溶液中六价铬离子的浓度mg/L)
⑿计算材料吸附容量=(C0-Ct)V/W(C0反应前溶液中六价铬离子的浓度mg/L,Ct反应t时 间后溶液中六价铬离子的浓度mg/L,V是参与反应的重铬酸钾溶液的体积L,W是参与反应的吸附剂的质量g)
六价铬去除效率=(C0-C1)/C0×100%=80.4%
实施例5
本发明的一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的制备与应用,依次包括如下步 骤:
⑴将木质纤维素在氨气氛围下800℃煅烧2h,升温速率为5℃/min自然冷却后研磨,得到氮 掺杂木质纤维素;
⑵将0.5mmol的钼酸铵溶解在40mL的去离子水中,配置成溶液I;
⑶将10mmol硫代乙酰胺溶解在40mL的去离子水中,配置成溶液II;
⑷将溶液I与溶液II充分混匀,配制成溶液III;
⑸将30mg氮掺杂木质纤维素加入到溶液III中,搅拌均匀得到溶液Ⅳ;
⑹将80mL的溶液Ⅳ转移至100mL高压反应釜中,200℃反应20h;
⑺待溶液冷却后,对步骤(6)反应产物进行离心分离,收集沉淀,分别用去离子水、无水 乙醇清洗3遍,将清洗后的反应产物置于烘箱中60℃烘干过夜,即得钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料;
⑻取步骤⑺的产物6mg置于50mL试管中,加入30mL浓度为60ppm的重铬酸钾溶液,用 盐酸或氢氧化钠调节溶液pH至2,磁力搅拌条件下分别反应5、10、20、30min;
⑼取反应后的溶液,过滤后取2mL滤液于比色管中,稀释至标线,分别加入1:1的硫酸、 1:1磷酸0.5mL以及2mL二苯卡巴肼溶液,显色5min,用分光光度计在波长540nm处测 量其吸光度;
⑽分别配置20、30、40、50、60ppm五个不同浓度的重铬酸钾原液,分别用分光光度计检 测其吸光度,得到吸光度与浓度关系的标准曲线;
⑾计算吸附效率或六价铬去除率=(C0-Ct)/C0×100%(C0反应前溶液中六价铬离子的浓度 mg/L,Ct反应t时间后溶液中六价铬离子的浓度mg/L)
⑿计算材料吸附容量=(C0-Ct)V/W(C0反应前溶液中六价铬离子的浓度mg/L,Ct反应t时 间后溶液中六价铬离子的浓度mg/L,V是参与反应的重铬酸钾溶液的体积L,W是参与反应的吸附剂的质量g)
六价铬去除效率=(C0-C1)/C0×100%=68.6%
对实施例1~5的数据进行计算,并且根据实施例1~5的数据计算去除效率绘制成图3,根 据实施例1~5的数据计算吸附平衡时吸附容量,绘制成图4。
从图3上可以看出,在材料浓度为200mg/L时,对于浓度小于30ppm的六价铬溶液,去 除效率能达到100%,当六价铬浓度小于50ppm时,去除效率大于80%,且在150min内达到 平衡,随着六价铬初始浓度增大,吸附容量不断增大,但在六价铬离子浓度在达到60ppm时, 吸附容量达到最大,维持在266mg/g。
文中吸光度检测均采用Spectrum紫外-可见分光光度计。
以上所述仅为本发明之较佳可行实施例而已,非因此局限本发明的专利保护范围。除上 述实施例外,本发明还可以有其他实施方式,例如可以将各成分的质量和体积等比例放大若 干倍。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明权利要求的保护范围内。 本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现,在此不再赘述。

Claims (8)

1.一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将木质纤维素在氨气氛围下煅烧,自然冷却后研磨,得到氮掺杂木质纤维素;
(2)将0.1~1mmol的钼酸铵溶解在10~100mL的去离子水中,配置成溶液I;
(3)将5~10mmol硫代乙酰胺溶解在10~50mL的去离子水中,配置成溶液II;
(4)将溶液I与溶液II充分混匀,配制成溶液III;
(5)将氮掺杂木质纤维素加入到溶液III中,搅拌均匀得到溶液Ⅳ;
(6)将溶液Ⅳ转移至高压反应釜中,高温反应;
(7)待高温反应的溶液Ⅳ冷却后,对步骤(6)反应产物进行离心分离,收集沉淀,分别用去离子水、无水乙醇清洗,将清洗后的反应产物置于烘箱中烘干过夜,即得钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料。
2.根据权利要求1所述的一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的制备方法用,其特征在于,步骤(1)中,反应煅烧温度为600~800℃,升温速度为5~15℃/min,煅烧时间为1~3h。
3.根据权利要求1所述的一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的制备方法用,其特征在于,步骤(5)中,木质纤维素其质量为10~30mg。
4.根据权利要求1所述的一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的制备方法用,其特征在于,步骤(6)中,溶液Ⅳ的溶液体积为60~100mL,反应温度为180~220℃,反应时间为16~24小时。
5.根据权利要求1所述的一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的制备方法用,其特征在于,步骤(7)中,离心速率为2000~6000r/min,乙醇和水的清洗次数为3~6次,烘箱稳定温度为60~80℃。
6.一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的应用,其特征在于,包括如下步骤:
a)取钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料4~10mg置于50mL试管中,加入体积为20~50mL的重铬酸钾溶液,用盐酸或氢氧化钠调节溶液pH,磁力搅拌条件下反应,得到反应后的溶液;
b)取反应后的溶液,过滤后取2~5mL滤液于比色管中,稀释至标线,加入体积比为1:1的硫酸、1:1磷酸以及二苯卡巴肼溶液,显色5min,用分光光度计在波长540nm处测量其吸光度;
c)配置5个不同浓度的重铬酸钾原液,分别用分光光度计检测其吸光度,得到吸光度与浓度关系的标准曲线;
d)计算吸附效率或六价铬去除率=(C0–Ct)/C0×100%,C0反应前溶液中六价铬离子的浓度mg/L,Ct反应t时间后溶液中六价铬离子的浓度mg/L;
e)计算材料吸附容量=(C0-Ct)V/W,C0反应前溶液中六价铬离子的浓度mg/L,Ct反应t时间后溶液中六价铬离子的浓度mg/L,V是参与反应的重铬酸钾溶液的体积L,W是参与反应的吸附剂的质量g。
7.根据权利要求6所述的一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的应用,其特征在于,步骤a)中,所述pH为2~9,重铬酸钾溶液的浓度为20~60ppm,反应时间为0~150min。
8.根据权利要求6所述的一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的应用,其特征在于,步骤b)中,所述的加入磷酸的体积为0.5mL、加入硫酸的体积为0.5mL、加入二苯卡巴肼溶液的体积为2mL。
CN201811371506.8A 2018-11-18 2018-11-18 一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的制备方法与应用 Active CN109395701B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811371506.8A CN109395701B (zh) 2018-11-18 2018-11-18 一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811371506.8A CN109395701B (zh) 2018-11-18 2018-11-18 一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的制备方法与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109395701A true CN109395701A (zh) 2019-03-01
CN109395701B CN109395701B (zh) 2021-05-25

Family

ID=65473848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811371506.8A Active CN109395701B (zh) 2018-11-18 2018-11-18 一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109395701B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111992180A (zh) * 2020-07-22 2020-11-27 复旦大学 一种生物质基碳材料的制备方法及其应用于贵金属金的吸附回收
CN114073942A (zh) * 2021-11-24 2022-02-22 江南大学 一种高效去除并回收水中六价铬离子的磁性可再生吸附剂的制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2322588A1 (en) * 2008-07-28 2011-05-18 China Fuel (Huaibei) Bioenergy Technology Development Co., Ltd Process for direct liquefaction of cellulose containing biomass
CN104190443A (zh) * 2014-09-04 2014-12-10 上海交通大学 一种电解水制备氢气催化剂材料的制备方法
CN105056983A (zh) * 2015-07-25 2015-11-18 复旦大学 一种二硫化钼纳米片/氮掺杂碳纤维杂化材料及其制备方法
CN105126876A (zh) * 2015-09-07 2015-12-09 复旦大学 一种花状碳负载MoS2纳米颗粒的复合材料及其制备方法
US20170232431A1 (en) * 2016-02-17 2017-08-17 Korea Institute Of Energy Research Direct synthesis method of nanostructured catalyst particles on various supports and catalyst structure produced by the same
CN107321299A (zh) * 2017-08-30 2017-11-07 河北工业大学 二硫化钼与海泡石矿物纳米纤维复合吸附材料的制备方法
CN107799757A (zh) * 2017-10-31 2018-03-13 青岛大学 一种MoS2/氮掺杂碳管复合材料及其制备方法和应用
CN108493409A (zh) * 2018-03-12 2018-09-04 安徽大学 一种氮掺杂碳包覆花状纳米二硫化钼的制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2322588A1 (en) * 2008-07-28 2011-05-18 China Fuel (Huaibei) Bioenergy Technology Development Co., Ltd Process for direct liquefaction of cellulose containing biomass
CN104190443A (zh) * 2014-09-04 2014-12-10 上海交通大学 一种电解水制备氢气催化剂材料的制备方法
CN105056983A (zh) * 2015-07-25 2015-11-18 复旦大学 一种二硫化钼纳米片/氮掺杂碳纤维杂化材料及其制备方法
CN105126876A (zh) * 2015-09-07 2015-12-09 复旦大学 一种花状碳负载MoS2纳米颗粒的复合材料及其制备方法
US20170232431A1 (en) * 2016-02-17 2017-08-17 Korea Institute Of Energy Research Direct synthesis method of nanostructured catalyst particles on various supports and catalyst structure produced by the same
CN107321299A (zh) * 2017-08-30 2017-11-07 河北工业大学 二硫化钼与海泡石矿物纳米纤维复合吸附材料的制备方法
CN107799757A (zh) * 2017-10-31 2018-03-13 青岛大学 一种MoS2/氮掺杂碳管复合材料及其制备方法和应用
CN108493409A (zh) * 2018-03-12 2018-09-04 安徽大学 一种氮掺杂碳包覆花状纳米二硫化钼的制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HANNA PEI ET AL.: "Interfacial growth of nitrogen-doped carbon with multi-functional groups on the MoS2 skeleton for efficient Pb(II) removal", 《SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT》 *
姜晓露: "二硫化钼/氧化石墨烯和碳化物衍生碳对水中六价铬的吸附研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *
赖飞立等: "细菌纤维素基氮掺杂碳纤维/二硫化钼纳米片杂化材料的制备及其电催化析氢性能研究", 《2015年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题H能源高分子》 *
韩铮: "原位热解制备氮掺杂碳负载的钼基催化剂及其加氢脱氧反应研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111992180A (zh) * 2020-07-22 2020-11-27 复旦大学 一种生物质基碳材料的制备方法及其应用于贵金属金的吸附回收
CN111992180B (zh) * 2020-07-22 2023-08-01 复旦大学 一种生物质基碳材料的制备方法及其应用于贵金属金的吸附回收
CN114073942A (zh) * 2021-11-24 2022-02-22 江南大学 一种高效去除并回收水中六价铬离子的磁性可再生吸附剂的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109395701B (zh) 2021-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107694510B (zh) 一种二维磁性MXene对印染废水中亚甲基蓝去除方法
CN107088413B (zh) 一种CuO/Cu2O光催化剂及其制备方法与应用
CN106493386A (zh) 八面体纳米合金和多孔的八面体状纳米合金、其制备方法及用途
CN104667916B (zh) 一种制备催化湿式氧化催化剂的方法
CN102698785B (zh) 一种硅藻土负载氮掺杂纳米TiO2光催化材料的制备方法
CN107008459B (zh) 一种用于含氯有机物低温催化燃烧的催化剂及其制备方法和应用
CN109395701A (zh) 一种钼、氮掺杂木质纤维素复合纳米吸附材料的制备方法与应用
CN105800762A (zh) 一种无定形羟基氧化铁净水剂的制备方法
Li et al. Efficient recovery of Cu (II) by LTA-zeolites with hierarchical pores and their resource utilization in electrochemical denitrification: Environmentally friendly design and reutilization of waste in water
Uddin et al. Nano-sized SnO 2 Photocatalysts: Synthesis, Characterization and Their Application for the Degradation of Methylene Blue Dye.
CN109701496B (zh) 氧化石墨烯复合材料、其制备方法及应用
CN104528831B (zh) 一种采用双重洗涤法制备高纯度一水合硫酸锰的方法
CN110180556B (zh) 一种改性四硫化钒芬顿催化剂及其制备方法和应用
Wang et al. Enhanced peroxymonosulfate activation by (NH4) 2Mo3S13 for organic pollutant removal: Crucial roles of adsorption and singlet oxygen
Zhang et al. Removal of chloride from waste acid using Bi2O3: Thermodynamics and dechlorination behavior
CN109250801A (zh) 一种苯酚废水的处理方法
CN103011253A (zh) 使用铜氨蚀刻废液制备氢氧化铜的方法
CN106040177B (zh) 一种用于去除水中硫酸根的改性活性炭及其制备方法
CN111018182A (zh) 一种氰化镀镉电镀漂洗水回用工艺
CN108854490B (zh) 一种氯乙酸尾气净化及副产盐酸脱硫工艺
CN108404877B (zh) 一种用于废水处理的浒苔吸附剂的制备和应用方法
CN104667917A (zh) 一种制备催化湿式氧化贵金属催化剂的方法
CN108940385A (zh) 一种高效脱氟改性树脂的制备方法
CN104512932A (zh) 一种介孔四氧化三锰的制备方法
CN102329954A (zh) 在电场作用下碱浸脱硅预处理转炉钒渣的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant