基于纳米探针的压电重金属离子检测

文章通过在QCM（Quartz Crystal Microbalance,石英晶体微天平）表面形成纳米复合物引起质量变化来检测溶液中的痕量重金属离子。先让金属离子在羧基修饰的QCM表面进行络合吸附,然后加入羧基修饰的金纳米粒子,使之与QCM表面吸附的重金属离子结合,在QCM表面形成一层三明治结构的纳米复合物,引起QCM谐振频率明显下降。该方法大大提高了QCM检测重金属离子的灵敏度,且具有重现性好、传感器易再生等特点。     

高分子药剂对硅孔雀石表面疏水性改性浮选影响试验研究

针对硅孔雀石天然可浮性差,表面多孔和高孔隙度,性质变化不均匀,并且亲水性强,难溶解的特性,通过XRD、SEM检测硅孔雀石原矿性质和表面形态,核心地提出了硅孔雀石改性高分子聚合物吸附-中间金属铜离子联接-捕收剂吸附的试验方案.高分子活化剂通过对硅孔雀石表面有机改性,使其能够吸中间金属铜离子,在硅孔雀石浮选改性中起着至关重要的作用.通过硫酸铵、乙二胺磷酸盐、高分子药剂实际浮选试验情况分析对比,发现高分子药剂和硫酸铵共同使用时试验效果最好,最终硅孔雀石的回收率达到了86.9％的良好指标.     

乙二胺体系铝镧MCM-41介孔分子筛的合成、表征及在乙氧基化反应中的催化性能

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,乙二胺为碱性介质,当n(TEOS)∶n(NaAlO2)(或LaCl3)∶n(CTAB)∶n(H2NCH2CH2NH2)∶n(H2O)=1∶X∶0 12(或0 14)∶3 5(或8 0)∶130,其中X=0 1,0 05,0 033时,水热法合成了硅铝(硅镧)摩尔比为10、20和30的Al MCM 41和La MCM 41介孔分子筛。通过XRD、IR、NH3 TPD吸附脱附、BET及CCl4吸附等方法对分子筛的晶体结构和表面物性进行了研究,结果表明,合成的分子筛具有典型的六方介孔结构特征。将Al MCM 41和La MCM 41分子筛分别用于催化乙氧基化反应,研究结果表明,Al MCM 41的催化活性高于La MCM 41,当Al MCM 41用量为正辛醇质量的3%,反应温度为120℃,反应压力0 2MPa,n(正辛醇)∶n(环氧乙烷)=1∶2时,正辛醇聚氧乙烯醚产品的收率达85%。     

多形貌周期性介孔有机硅的合成和表征

采用低温水热合成法,通过改变2种硅源物质的量比合成了一系列周期性介孔有机硅(PMOs)。通过XRD、TEM、SEM和N吸附-脱附物理吸附仪等方法对其结构进行了2表征。结果表明,通过改变硅源1,2-双-三乙氧基硅基乙烷(BTESE)的物质的量比,可获得宏观形貌从六面体变化到纳米空心小球的一系列PMOs。当物质的量比为0.2和1时,可以制备出具有六面体和空心小球宏观形貌的PMOs。     

疏水型SiO2气凝胶

以多聚硅为硅源，通过溶胶-凝胶、表面修饰及超临界干燥过程制备出了疏水型SiO2气凝胶，表面修饰后SiO2气凝胶洞由修饰前的23．1nm减小到18．2nm，比表面积由修饰前的477m^2g^-1增加到563m^2g^-1，骨架颗粒比修饰前略大，饱和水蒸汽吸附量由吸附前的0．04(重量比)降低到0．0012，且与水不浸润。     

超高强混凝土中各组分与聚羧酸系超塑化剂之间的相互作用(英文)

超高强混凝土(ultra-high strength concrete,UHSC)的水灰比小于0.25,含有大量的硅灰等微细组分,这有利于颗粒的最优紧密堆积。硅灰的表面化学效应以及较大的表面积使其成为UHSC中最难被分散的组分。由甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯及甲代烯丙基磺酸合成的聚羧酸系超塑化剂能使水泥颗粒被有效润湿,然而烯丙醚-马来酸酐合成的聚羧酸系超塑化剂可以很好地分散硅灰。这2种不同的聚羧酸系超塑化剂的复合可以使其拥有不同的分子结构,从而赋予超高强混凝土很好的流动性。当只加入1种聚羧酸系超塑化剂时其掺量为1%(质量分数,下同),而当加入这种复合聚羧酸系超塑化剂时掺量为0.5%就足够了。这2种类型的聚羧酸系超塑化剂的协同效应是由于它们的选择性吸附:甲基丙烯酸盐基的聚羧酸系超塑化剂主要吸附在水泥颗粒表面,而烯丙醚基聚羧酸系超塑化剂主要吸附在硅灰颗粒表面。实验表明:小分子量的有机酸阴离子(如:柠檬酸盐、葡萄糖酸盐及酒石酸盐中的阴离子)与聚羧酸系超塑化剂之间具有潜在的协同作用。只需加入0.1%的这些阴离子即可显著提高烯丙醚基聚羧酸系超塑化剂的作用效果。这些阴离子可以起到一种辅助作用,它们同时吸附在水泥颗粒表面以及硅灰颗粒表面。水泥颗粒的表面首先由这些阴离子所占据,而硅灰颗粒表面吸附了烯丙醚基聚羧酸系超塑化剂和这些阴离子。这些阴离子起到了一种很强的静电分散效应,使烯丙醚基聚羧酸系超塑化剂的空间位阻效应得到加强。虽然聚羧酸系超塑化剂阴离子具有缓凝作用,但是使用这种复合聚羧酸系仍能制备出高早强混凝土。     

Na~+对铁盐化学去除含腐殖酸污水中磷的影响

采用常规化学混凝实验,同时借助耗散型石英晶体微天平技术(QCM-D)考察了不同Na~+含量下含腐殖酸(HA)污水中磷的铁盐化学去除特性。结果表明,当Na~+的浓度从0增大到50 mmol/L时,反应体系除磷率逐渐增加。由于电荷屏蔽、电中和作用和吸附配合作用使得HA与铁盐溶液表面所带净电荷量减少,削弱了HA与铁盐溶液之间的静电斥力,促进了铁盐在HA表面吸附质量的逐渐增大,HA-铁盐配合产物反应层表面的PO_4~(3-)-P吸附质量不断增加。当Na~+的浓度继续增大到100 mmol/L时,反应体系除磷率逐渐下降。由于静电斥力不断增大,减缓了反应物之间的吸附作用,吸附在HA表面的铁盐质量因此降低,此时HA-铁盐配合产物反应层表面的PO_4~(3-)-P吸附质量不断减小。     

点"沙"成金指日可待

除了氧气之外,硅是地球表层最常见的元素,因为普通沙粒里都有硅。同碳一样,硅也与氧气一起“燃烧”。与碳不同,硅也可以同氮一起燃烧。在大自然里没有纯硅,它都是以化学方式结合的,大多与氧化合。二氧化硅与通常的石英砂和石英岩没有什么不同,地壳的四分之三是这种物质组成的。因此,地球上实际存在的硅(化学结合)数量无限。如果能够成功地以合适的成本把银光闪闪的硅用做产生能量的物质和植物的“养料”,那么人类将摆脱对资源用尽的一切忧虑。这并非白日做梦。     

竹浆黑液高效减水剂与木质素磺酸钠的吸附行为对比

通过对比竹浆黑液高效减水剂(GCL1-JB)与木质素磺酸钠(SL)在固体平板上的吸附行为探究二者分散性能差异的原因。采用石英晶体微天平和逐层自组装技术研究GCL1-JB与SL的吸附行为,对比了GCL1-JB和SL在固体平板上的吸附量、吸附膜厚度、吸附层结构等。结果表明,相比于木质素磺酸钠,GCL1-JB的吸附量较多,吸附膜较厚,吸附层结构较致密,膜表面较平整光滑,吸附在水泥颗粒表面后的zeta电位较大。因此GCL1-JB有较强的空间位阻和静电排斥作用,导致GCL1-JB的分散性能优于木质素磺酸钠。研究有助于理解木质素基减水剂的分散机理,为木质素改性成减水剂提供理论基础。     

分光光度法测定阳离子表面活性剂在砂岩表面的吸附

为测定阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(1631)在岩石表面的吸附量,利用紫外分光光度法,检测了1631溶液在岩石表面吸附前后的质量浓度,算出1631在岩石表面的吸附量。结果表明,用紫外分光光度法检测阳离子表面活性剂浓度快速准确,确定617nm为测定波长,线性回归方程为y=0 0027x-0 0058,R2=0 9991;不同砂岩表面的吸附平衡时间不同,亲水表面为10h,油表面为16h,砂表面为18h;同砂岩表面的静态饱和吸附量不同,亲水表面是0 7mg·g-1·砂,亲油表面是1 4mg·g-1·砂,油砂表面是6 7mg·g-1·砂;天然岩心动态吸附量为0 8066mg·g-1·砂。     

硫酸盐修饰的含钛高炉渣吸附去除水溶液Cr(Ⅵ)

由高能低温煅烧制备了硫酸盐修饰的含钛高炉渣(sulfate-modified titanium-bearing blast furnace slag,STBBFS)吸附剂.用X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)、Fourier转换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、X射线衍射和扫描电镜对吸附剂的成分、物相以及表面结构进行了表征.研究了STBBFS的初始质量浓度、溶液pH值、温度对溶液中Cr(Ⅵ)吸附过程的影响.结果表明:Cr(Ⅵ)在STBBFS吸附剂表面上的吸附遵循Langmuir吸附等温线模型;最大吸附容量在pH=1.5时最大,为8.25mg/g.不同吸附温度和初始浓度下,Cr(Ⅵ)的吸附过程都遵循二级吸附动力学模型.通过计算Cr(Ⅵ)吸附过程中的热力学参数:焓变化△H°、自由能变化△G°、熵变化△S°,得出Cr(Ⅵ)吸附至STBBFS吸附剂表面具有自发性,且升高温度易于Cr(Ⅵ)的吸附.根据XPS和FTIR分析结果,可以认为Cr(Ⅵ)先吸附至吸附剂表面,然后被还原为Cr(Ⅲ).     

蒙脱土/聚丙烯硫脲复合材料对铬(VI)吸附行为

制备了蒙脱土/聚丙烯硫脲复合材料,考察了该材料对Cr(VI)的吸附能力,研究了震荡时间、吸附剂用量、溶液的pH值、温度对吸附剂吸附量的影响.实验结果表明:在313 K的温度下,吸附剂用量为20 mg,震荡时间为3 h, pH=1时,最大吸附量可达53.13 mg/g.该等温吸附过程可以用Langmuir方程进行较好拟合,动力学研究表明Cr(VI)在蒙脱土/聚丙烯硫脲上的吸附机理符合二级动力学.     

饮用水沸石除氟的实验研究

本文通过静态搅拌实验和恒温震荡实验研究了接触时间、pH值、温度对沸石除氟效果的影响 ;测定了在 2 5℃时沸石除氟的吸附等温线 ,并对吸附等温线进行拟合 ,证明其符合Langmuir吸附等温式qe=0 .0 68Ce/(1 0 .0 868Ce) ;对吸附速度进行了数学处理 ,证明其符合斑厄姆吸附速度公式dq/dt=0 .0 0 1 8(qe-q) /t0 .2 2 。     

简易自动记录热天平的研制

<正> 热天平(Thermal Balance)是测量热重(Thermogravimetry)的仪器,用于测量物质或材料在可控程序温度下重量随温度变化的函数关系,是热分析的基本测量仪器之一。在简易微量DTA装置[1]的基础上,我们试制了一台简易自动记录热天平。整套仪器详见图一。其中程序温度控制部份及记录部份是原微量DTA装置的未加改动,我们的主要工作是改造一台精密天平,使之成为“热天平”。一、仪器的装配 1、天平机械部分的改动称重部分由一台DT—100型精密单盘光电天平(北京光学仪器厂)改装而成,机械     

滤料表面活性滤膜对水中锰的吸附特性与机理研究

以中试滤柱中石英砂表面充分覆盖的复合氧化物活性滤膜为对象,通过研究活性滤膜对水中Mn2+的吸附特性,探讨其吸附水中Mn2+的机理;结合光电子显微镜对滤膜比表面积及孔道测定结果,对滤膜形貌与物理结构进行了表征;通过X射线光电子能谱(XPS)对Mn2+在滤膜表面的吸附活性位进行了初步研究。结果表明,Mn2+吸附过程符合Lagergren拟1级动力学方程(R2>0.95);随着水中Mn2+初始质量浓度ρ0的增加,平衡吸附量Se逐渐增大;活性滤膜对Mn2+吸附等温曲线符合Langmuir方程(R2=0.943 4),满足单分子层化学吸附的模型;滤膜成熟后,滤料比表面积、总孔容和孔径显著增加,吸附Mn2+的能力明显加强;当水中Mn2+的质量浓度为0～5 mg/L时,可用Se/(mg.g-1)=[0.02781ρ0/(mg.L-1)]+0.027 12测算活性滤膜对Mn2+的吸附量。通过XPS测定活性滤膜吸附Mn2+前后表面元素原子结合能的变化,确定了活性滤膜表面Mn2+吸附活性位为复合氧化物中Fe-O和Mn-O的O原子。     

黄河内蒙古段沉积物对硅的吸附动力学研究

(1)喇嘛湾,薛家湾段和老牛湾段沉积物对硅的吸附包含快速吸附阶段(0～2h)与慢速吸附阶段(2～48h)。相同条件下,喇嘛湾段沉积物对硅的吸附能力大于薛家湾段与老牛湾段。(2)三段沉积物对硅的吸附速率方程符合Lagergren二级吸附速率方程,拟合相关系数R2均达到0.999以上。     

钛杂化笼型聚倍半硅氧烷吸附苯胺废水的动/热力学以及吸附机理研究

采用自行合成的一种新型钛硅固体材料——钛杂化笼型聚倍半硅氧烷,吸附处理质量浓度50 mg/L的苯胺废水。结果表明,当钛杂化笼型聚倍半硅氧烷用量2 g/L,pH值4.0,常温吸附20 min时,其吸附率达到64%。吸附符合Freundlich模型,属于优惠吸附等温线。通过计算获取ΔG0,ΔH0,ΔS0等吸附参数数据,证实了钛杂化笼型聚倍半硅氧烷吸附苯胺的趋势;同时依据参数值推测了苯胺分子在催化剂表面被吸附的机理。     

多组分气体在JOB-9003炸药表面吸附的动力学模拟

为研究多组分气体(CO2、H2O、HCHO、HCN、N2、O2)在JOB-9003炸药(1 0 0)、(0 1 0)、(0 0 1)晶面的吸附机理以及对炸药力学性能和感度的影响,用MS软件构建炸药模型,采用分子动力学(MD)方法得到气体在炸药表面的吸附量和吸附结构,分析了吸附后气体分子与JOB-9003表面分子的径向分布函数,计算了吸附前后引发键的键长分布和炸药体系的弹性系数。结果表明,(1 0 0)晶面的吸附能力最强;多组分气体在晶体表面发生竞争吸附,吸附量由多到少依次为H2O、HCN、CO2、N2、O2、HCHO,这主要与气体分子与炸药表面分子间形成的氢键、分子的极性、气体分子的体积有关;JOB-9003炸药表面吸附的多组分气体使炸药的撞击感度和热感度升高;吸附后炸药的韧性减弱,刚性降低,力学性能变差。     

中空孔结构对W掺杂MFI分子筛丙酮吸附行为的研究

吸附容量高、吸附速率快以及憎水性强是分子筛用于挥发性有机物(VOCs)高效吸附的主要性能指标。分别以纯硅(S-1)和W掺杂(WS-1)MFI分子筛为母体,通过一步水热脱硅/补钨后处理制备了具有全空腔(HWS-1_S)和多孔芯(HWS-1_W)的两种中空结构分子筛,并以典型的VOCs气体分子丙酮为探针,系统研究了中空结构形态对于分子筛吸附性能的影响。结果表明：HWS-1_S表面部分开孔,内部全空腔且与外部连通,相比于母体S-1,相对结晶度较低,微孔孔容减少;HWS-1_W表面开孔细微,内部出现不规则的大/中孔结构,相比母体WS-1,相对结晶度提高,微孔孔容增大。干气条件下,HWS-1_S与HWS-1_W相比母体S-1和WS-1对丙酮具有更快的吸附速率;HWS-1_S微孔孔容损失严重,导致吸附容量有限(27.4 mg·g^-1);HWS-1_W由于重结晶修复了部分结构缺陷,提高了丙酮吸附容量(51.2 mg·g^-1）。通过吸附动力学拟合,HWS-1_S和HWS-1_W符合典型的孔扩散机理,对丙酮主要以物理吸附为主。湿气条件下,W掺杂可有效中和中空分子筛表面硅醇基团,在一定程度上提高了W掺杂中空分子筛抗水汽竞争吸附能力。     

苯并噻唑类化合物在银上的吸附机理研究

本文利用线性电势扫描的方法研究了几种苯并噻唑类化合物及巯基苯基四氮唑在银上的吸附机理。结果表明:2.巯基苯并噻唑和巯基苯基四氮唑以化学吸附方式,通过分子上巯基与银表面的作用形成分子紧密排列的吸附层。25℃下,PMT可以在银表面形成紧密单层。这种吸附在较高吸附温度下可以转化为多层,且完全覆盖银表面。在含Br~-的溶液中,它可以阻碍Br~-与表面的接触。在较大的浓度下,2-甲基苯并噻唑和苯并噻唑也可以在银表面的某些位置,通过杂环上的S原子(或N原子)形成松散的吸附,但这种吸附层不能完全覆盖银表面。电镜实验也表明以上物质在银表面发生了作用。