改性聚四氟乙烯纤维与不同金属离子的配位反应动力学EI北大核心CSCD

将聚丙烯酸接枝改性聚四氟乙烯纤维(PAA-g-PTFE)分别与3种金属离子Fe3+、Cu2+或Ce3+进行配位反应,研究了配位反应的动力学特性及温度和金属离子初始浓度的影响,并计算和比较了相关的动力学参数。结果表明,PAA-gPTFE与3种金属离子的配位反应都属于一级反应,并能使用Langmuir和Freundlich等温吸附模型进行描述。且金属离子初始浓度的增加可促进金属离子在纤维表面配合量的提高。在相同条件下3种金属离子的配合量和反应速率常数依下列顺序排列:Fe3+>Cu2+>Ce3+,而其反应活化能则表现出相反趋势,说明2种过渡金属离子更易于与PAA-g-PTFE发生配位反应。     

海藻纤维与不同金属离子配位反应动力学的比较研究

将海藻纤维与Fe3+、Cu2+和Ce3+3种金属离子分别进行配位反应,在考察了金属离子初始浓度和反应温度对配位能力影响的基础上,研究了不同金属离子的配位反应特性,并计算和比较了相关的动力学参数。结果表明,海藻纤维能与3种金属离子发生配位反应生成海藻纤维金属配合物,金属离子初始浓度提高可使其配合量呈线性增加。此配位反应不仅符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,而且属于一级动力学反应,升高温度能使反应速率常数增大。3种金属离子的配合量和反应速率常数依下列顺序排列:Fe3+Cu2+Ce3+,而其反应活化能则表现出相反趋势,说明Fe3+和Cu2+比Ce3+更易于与海藻纤维发生配位反应。     

PAN纳米纤维的改性及其应用于吸附金属离子

用盐酸羟胺溶液对静电纺聚丙烯腈(PAN)纳米纤维进行化学改性,制得偕胺肟PAN(AOPAN)纳米纤维,并用作吸附金属离子的基材。用SEM、FT-IR对化学改性前后PAN纳米纤维的表面形貌及分子结构进行表征。采用原子吸收分光光度计(AAS)测试溶液中金属离子的浓度,以此研究AOPAN纳米纤维对铜和铁金属离子的吸附性能。结果表明,AOPAN纳米纤维对Fe3+、Cu2+的饱和吸附量分别为206.36mg/g和118.38mg/g,且其吸附过程非常符合Langmuir吸附等温模型。此外,在1mol/L的硝酸溶液中反应60min后,Fe3+、Cu2+的洗脱率分别达到了90.6%和86%。     

改性PAN纳米纤维铁配合物的制备及其催化降解染料性能的比较研究

分别以聚丙烯腈(PAN)纳米纤维和普通PAN纤维为原料,经偕胺肟改性和Fe3+配位反应制备了两种改性PAN纤维铁配合物。考察和比较了偕胺肟改性和Fe3+配位反应中两种纤维的腈基转化率及其配合物中铁含量的变化。然后在表征的基础上分别将两种改性PAN纤维铁配合物作为非均相Fenton反应催化剂应用于偶氮染料活性红195的氧化降解反应中,研究了两者在暗态和可见光辐射条件下的催化降解性能。结果表明,PAN纳米纤维比普通PAN纤维更容易发生偕胺肟改性和Fe3+配位反应。PAN纳米纤维铁配合物对可见光吸收性能略低于普通PAN纤维铁配合物。在染料的氧化降解反应中,PAN纳米纤维铁配合物具有更好的催化活性和稳定性,尤其在暗态时表现得更为突出。     

使用支撑液膜从Fe3+/Cu2+溶液中选择分离Fe3+的研究(Ⅰ) 液液萃取实验

支撑液膜在水溶液金属离子的分离中有着独特的优势.报道了从Fe3+/Cu2+溶液中选择分离Fe3+液/液萃取研究结果.水相为Fe3+/Cu2+硫酸溶液,萃取相为正癸醇(n-decanol),载体为二(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA).实验研究了溶液相中硫酸浓度以及有机相中载体D2EHPA浓度对金属离子萃取速率的影响.研究发现水溶液的酸浓度对Fe3+的萃取影响较明显,而对Cu2+的萃取影响很小.在两相界面处Fe3+与D2EHPA的反应速度比Cu2+快很多.Fe3+、Cu2+与D2EHPA的络合物在有机相中的扩散速度都较慢,但是Fe3+与D2EHPA的络合物的界面反应速度比络合物的扩散速度快.有机相中载体浓度对金属离子萃取速率的影响也很明显.液液萃取研究结果显示,在使用支撑液膜进行铁离子选择分离时,可以通过改变溶液相酸的浓度,有机相中载体浓度,或者通过缩短分离时间来提高选择率.     

流变相法制备包裹型Starch/Fe~0及去除水中Cr(Ⅵ)的反应动力学研究

以水溶性淀粉(starch)为包裹剂,采用流变相反应法制备了包裹型纳米零价铁(Starch/Fe0)。并用XRD、SEM和TEM等手段对样品进行了表征。研究了样品投加量、pH值、初始Cr(Ⅵ)浓度及铜离子浓度对水溶液中Cr(Ⅵ)去除率的影响及反应动力学,探讨了包裹型Starch/Fe0去除Cr(Ⅵ)的反应机理。实验结果表明,包裹型Starch/Fe0投加量为0.6 g/L,pH值为5,初始Cr(Ⅵ)浓度为10 mg/L时,Cr(Ⅵ)的去除率可达100%。当反应体系中Cu2+和Cr(Ⅵ)共存时,Cu2+在反应中对Cr(Ⅵ)的去除有促进作用。包裹型Starch/Fe0对Cr(Ⅵ)的还原过程符合准一级反应动力学模型。     

改性纳米SiO_2/PVA复合纤维的制备及重金属离子吸附性能

通过静电纺丝技术制备酰肟化功能改性的纳米SiO_2/聚乙烯醇(SiO_2/PVA)复合纤维膜。采用SEM、FTIR、DSC和TGA进行表征分析;考察了在水溶液中随pH值和接触时间的变化纤维膜对金属离子吸附效果的影响。研究表明,在pH=6的条件下,纳米纤维对金属离子的吸附最佳,对Cu2+、Ni 2+金属离子的最大吸附量分别为143.7mg/g和125.1mg/g,平衡吸附时间为240min。在纤维膜吸附的前50min内,SiO_2/PVA纤维膜对Cu2+和Ni 2+金属离子的吸附量为126.8mg/g和109.8mg/g,吸附率分别为90.18%和89.92%。通过吸附等温线和吸附方程考察SiO_2/PVA纤维对Cu2+和Ni 2+金属离子的吸附行为。结果显示,复合纤维对两种金属离子的吸附满足拟二级动力学方程,热力学分析表明,吸附过程符合Langmuir单层吸附。使用酸处理纤维膜进行再生吸附试验,发现循环4次试验后,吸附效率达到53%,结果说明复合纤维膜可作为可再生金属离子吸附材料。     

玻璃基TiO_2-Fe_2O_3-CeO_2复合纳米薄膜的光催化性能研究

在溶胶-凝胶法制备的TiO2胶膜表面涂覆金属离子,通过焙烧制备TiO2-Fe2O3-CeO2复合纳米薄膜。以甲基橙为目标降解物,讨论过渡金属离子Fe3+和稀土金属离子Ce3+的掺杂对TiO2薄膜光催化活性的影响。采用SEM、XRD、EDS等表征手段对复合氧化物薄膜进行表征。结果表明:所制备的薄膜具有纳米结构;Fe3+、Ce3+单掺和Fe3+/Ce3+共掺均可提高TiO2薄膜的光催化性能,但相同条件下共掺离子的光催化活性更高。     

过渡金属离子调控微孔铕络合物的荧光性能研究

金属铕(Ⅲ)与3,5-二羧基吡啶(pdc)形成配合物:[Eu(pdc)1.5(DMF)]·(DMF)0.5(H2O)0.5—(1a)。1a受热失去自由水和DMF后形成配合物(2a)—[Eu(pdc)1.5]。结构分析表明配合物2a拥有一维规整的大小为6.3×8.5的六边形孔道,并且未配位的吡啶N原子都朝向空腔,能够吸附亲N原子的过渡金属离子,从而改变原配合物的发光性能。通过对不同价态以及不同浓度金属离子对配合物2a的荧光调控性能分析,发现低浓度金属离子对配合物2a的发光强度起到敏化作用,高浓度金属离子则出现猝灭效应。另外,在10-5 mol/L相同浓度不同金属离子对配合物荧光性能影响中,Cu2+离子敏化效果最强,Fe3+离子的则最弱。     

聚乙烯亚胺-羧甲基纤维素的合成及对金属离子的吸附性能

以羧甲基纤维素(CMC)为基质,用戊二醛(GA)做交联剂,将聚乙烯亚胺(PEI)交联到羧甲基纤维素上制得聚乙烯亚胺-羧甲基纤维素吸附剂(PEI-CMC)。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、X射线光电子能谱对PEI-CMC的结构进行了表征,测定了其对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附性能,并研究了pH值、时间、金属离子的初始浓度对吸附的影响。结果表明,当CMC、PEI和GA的反应比为1 g∶5 mL∶20 mL,反应温度为25℃,反应时间为3 h时,合成的PEI-CMC的含氮量为13.23%。当CMC和PEI的反应比为1 g∶5 mL时,随着戊二醛(质量分数2.5%)的加入量增加,PEI-CMC的产率先增大后降低。在pH值1~14的范围内,溶液酸碱度的变化对PEI-CMC的交联度没有影响。PEI-CMC吸附剂对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附量在实验范围内随pH升高而增加。PEI-CMC对Pb2+和Cu2+、Cd2+的吸附在90 min和180 min后分别达到平衡,吸附动力学符合准二级反应动力学模型。随着Cu2+、Pb2+和Cd2+初始浓度的增加,PEI-CMC对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附量开始时快速增加,而后达到饱和,吸附等温数据符合Freundlich模型,最大吸附容量分别为Cu2+250.0mg/g、Pb2+635.9 mg/g、Cd2+142.8 mg/g。     

金属配合纤维对漆酶固定化性能的研究

以静电纺制备的PAN纳米纤维为原料,经偕胺肟基改性后,制得偕胺肟基螯合纳米纤维(AO-PAN),再 利 用AOPAN纳 米 纤 维 上 的 偕 胺 肟 基 与Cu2+ 、Co2+形成配 位键,将Cu2+ 、Co2+固定在AO-PAN纳米纤维上,形成金属配合纳米纤维,最后利用金属配合纤维上的Cu2+ 、Co2+与漆酶形成配位反应,将漆酶固定化。通过红外光谱仪(IR)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜连接的X射线能谱仪(EDAX)对不同处理阶段的PAN纳米纤维进行了观察分析,并对固定化漆酶的热稳定性、酸碱稳定性、存储稳定性及重复使用性能进行了研究。结果表明,经过配位反应固定的漆酶最适温度为50℃,最适pH值为3,存储稳定性比自由态漆酶高出30%~45%,并且表现出具有一定的可重复使用性。     

Fe-AO-PAN纳米纤维催化剂的制备及其对活性橙K-GN染料降解的催化

采用静电纺制备聚丙烯腈纳米纤维,将其浸泡在盐酸羟胺溶液中进行改性,获得偕胺肟改性聚丙烯腈纳米纤维(AO-PAN),再将AO-PAN与三氯化铁溶液在室温下反应,得到聚丙烯腈铁的配合物(Fe-AO-PAN),并采用SEM、FT-IR和EDAX能谱分析方法对其进行表征。然后将其作为非均相Fenton反应催化剂用于活性橙K-GN染料的氧化降解反应中,同时研究了吸附不同Fe3+量的聚丙烯腈纳米纤维对脱色率的影响,并用可见光分光光度计测量不同降解程度的染料吸光度。结果表明,偕胺肟改性聚丙烯腈纳米纤维与Fe3+发生了配位反应,从而制成了Fe-AO-PAN纳米催化剂,而且催化剂中Fe3+含量的增加会促进活性橙K-GN染料的氧化降解。     

Fe~(3+)/N共改性TiO_2可见光催化剂的制备及其对染料光催化降解性能研究

以偕胺肟纤维(AOCF)为载体,与TiCl_4进行配位后再水解,制得TiO_2/纤维复合物(N-TiO_2)。再将NTiO_2与FeCl_3反应,获得Fe、N共改性纳米TiO_2/纤维复合材料(Fe3+/N-TiO_2)。采用SEM、XRD、EDS等对复合物的形貌、晶态结构、表面元素进行表征。以染料降解率为指标,优化制备条件:Fe~(3+)初始浓度5.0mmol/L、pH=2.0、改性反应时间为20min。考察了Fe~(3+)/N-TiO_2对活性黄、活性红和甲基橙三种染料溶液的光催化降解性能,结果显示:在可见光下其对3种染料表现出良好的光催化性能,且可多次重复使用与再生,光催化反应过程符合一级反应动力学特征。PL和UV-Vis分析表明:Fe、N共改性使TiO_2禁带宽度窄化,吸收带边红移,其光谱响应范围变宽。     

金属离子掺杂TiO2的光催化性能研究

用醇盐水解法制备了Ce4+、Ag+、Fe3+、Fe2+、Sn4+、Zn2+、Mo6+等金属离子掺杂的TiO2复合微粒.以罗丹明6G降解为目标反应,研究了所制备的复合微粒光催化活性与选择性.并用IR、XRD、TEM及BET等技术,对TiO2复合微粒进行了表征.结果显示在TiO2内掺入Ce4+、Ag+、Sn4+,可使纳米TiO2的光催化活性增强,而Fe3+、Fe2+、Zn2+、Mo6+等金属离子掺杂的二氧化钛复合微粒的催化活性呈下降趋势.     

纤维素接枝共聚物对Cu2+和Ni2+吸附性能的研究

以己内酯为单体,在绿色溶剂离子液体中对纤维素进行接枝改性。研究了改性纤维素对金属离子Cu2+、Ni 2+的吸附性能,考察了金属溶液初始质量浓度和温度对吸附效果的影响,对比了改性纤维素对Cu2+和Ni 2+的吸附效果,同时对Cu2+的吸附热力学进行了研究。结果表明,在温度为298K,时间为2h时,改性纤维素对Cu2+、Ni 2+的吸附量分别为133mg/g、40.4mg/g;Cu2+初始质量浓度的增加及温度的降低有利于吸附的进行;改性纤维素对Cu2+的静态等温吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温式,吸附过程是放热过程。     

PVA-Cu(Ⅱ)、PVA-Hg(Ⅱ)配合物功能纤维的制备及抗菌性能研究

将金属离子Cu(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)与聚乙烯醇(PVA)纤维进行配位反应,制备PVA-Cu(Ⅱ)、PVA-Hg(Ⅱ)金属配合物纤维,通过改变反应体系的温度、pH值和反应时间,得出了制备配合物纤维的最佳工艺条件为pH=11、温度为40℃反应时间为1h,金属离子的含量最高。将制备的纤维进行了抗菌测试,研究了PVA-Cu(Ⅱ)、PVA-Hg(Ⅱ)金属配合物纤维的抗菌性能。结果表明,根据最佳工艺参数制备的纤维具有一定的抗菌效果。     

烯丙基胺-细菌纤维素的制备及其动力学研究

基于Ce4+引发自由基接枝共聚机理,制备了新型的烯丙基胺-细菌纤维素(al-BC)吸附剂;考察了细菌纤维素(BC)和烯丙基胺加入量、硝酸铈铵(CAN)浓度等对接枝共聚反应的影响并探讨了其接枝动力学过程;以al-BC为吸附剂,研究其对重金属离子Pb2+的吸附性能。结果表明:在CAN浓度25mmol/L、硝酸浓度0.16mol/L、烯丙基胺及BC加入量分别为24mL/L和8g/L、温度40℃、反应时间4h的最优接枝条件下,al-BC接枝率为18.22%;根据实验结果拟合出了反应初期接枝反应动力学方程;在最优吸附条件下,al-BC对Pb2+的吸附能力比BC提高了37.53%。     

溴甲酚绿-稀土配合物的热变色性能及变色机理

以稀土金属离子(La3+、Ce3+和Nd3+等)为显色剂,溴甲酚绿为发色剂和配位剂,制备了一系列稀土配合物可逆热变色材料,测试其综合变色性能,讨论了显色剂种类及用量、溶剂用量对稀土配合物热变色性能的影响。FT-IR、UV-Vis和DSC测试结果表明,热变色机理可归结为分子间的电子得失,随着温度变化,溴甲酚绿的结构在内酯式和醌式之间转变,颜色随之改变。     

纳滤膜处理含金属离子酸性废液

采用2540膜中试设备对含Fe2+、Mn2+、Zn2+、Al2+四种金属离子的硫酸废液进行分离实验研究,考察硫酸浓度、金属离子浓度、操作压力等操作条件对金属离子截留率的影响.中试实验结果表明:当Fe2+、Mn2+、Zn2+、Al2+四种金属离子硫酸盐的质量分数分别为0.5%、0.2%、0.5%、1.0%,操作压力为2 MPa,稀液与浓液比为2,硫酸的质量分数为10%时,Fe2+、Mn2+、Zn2+、Al3+四种金属离子的截留率均可达到96%以上,硫酸在稀液中有一定程度富集,硫酸的质量分数可达到12.5%,且四种金属离子在稀液中浓度为10～100 mg/L,硫酸可回收利用.     

海藻酸纤维对水溶液中Cu2+的吸附性能研究

以海藻酸钠为原料,通过湿法纺丝制备了海藻酸纤维,研究了水溶液中Cu2+的浓度、吸附时间、pH值以及纤维用量对海藻酸纤维吸附性能的影响,并对等温吸附模型进行了分析.结果表明,海藻酸纤维对Cu2+的吸附速率比较快,在10min基本达到吸附平衡;pH在4.5～5.5时纤维吸附作用最大,Cu2+浓度越高纤维吸附容量越大,纤维加入量越大Cu2+平衡浓度越低;Freundlich吸附等温式能较好的描述海藻酸纤维对Cu2+的平衡吸附过程.