镉离子印迹硅胶材料的制备、表征及其吸附性能研究

采用表面接枝印迹技术,以Cd2+作为模板离子,二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷为功能分子,硅胶为支撑物,环氧氯丙烷为交联剂,在硅胶表面制备了一种新型的Cd2+离子印迹硅胶材料,并利用平衡吸附法研究了印迹材料的吸附性能和选择识别能力。结果表明,最大吸附量为30.8mg/g,20min即可达到吸附平衡;当pH值在4～8范围内,印迹材料保持了较好的吸附容量;印迹材料对Cd2+离子具有较强的选择性识别能力,重复使用性能稳定。     

Pb2+离子印迹材料的制备及性能研究

以Pb2+作为模板,环氧氯丙烷作为交联剂,MWNTs-CO/PEI作为功能单体,制备Pb2+-IIP材料。采用红外光谱和TEM对产物进行了表征。探讨了初始浓度、溶液pH值、吸附剂质量对吸附容量的影响。通过静态吸附实验研究Pb2+-IIP和Pb2+-NIP材料吸附实验的影响因素。结果表明,当吸附溶液的pH=5.0,吸附剂质量为0.03g,Pb2+的初始质量浓度为45mg/L时,Pb2+-IIP的最大吸附量为37.50mg/g,是Pb2+-NIP的2.47倍,40min内即可达到吸附平衡,吸附速率较快,选择识别性好,重复使用率高。     

离子印迹聚合物对Sc(Ⅲ)的结合识别性能研究

将功能大分子聚乙烯亚胺(polyethyleneimine,PEI)化学接枝到硅胶微粒表面,成功制得了功能接枝材料PEI/SiO2;采用表面印迹技术,以Sc3+为模板离子,乙二醇二缩水甘油醚为交联剂,对硅胶表面的PEI大分子链进行了交联,同时实现了Sc3+离子的印迹,制得了Sc3+印迹材料IIP-PEI/SiO2。采用静态法研究了IIP-PEI/SiO2对Sc3+的结合特性与识别选择性。实验结果表明,Sc3+印迹材料IIP-PEI/SiO2对Sc3+具有强的结合亲合性与优良的识别选择性。IIPPEI/SiO2对Sc3+的结合容量可以达到1.08mg/g,结合行为服从Freundlich单分子层吸附。相对于Al 3+离子和Fe3+离子,IIP-PEI/SiO2对Sc3+离子的选择性系数分别为4.21和5.73。对模拟和实际赤泥酸浸液进行了研究,实现了Sc3+的高效回收。另外,IIP-PEI/SiO2具有良好的重复使用性能。     

Z壳聚糖交联印迹材料对稀土中Cu(Ⅱ)的选择吸附性能

以羧甲基壳聚糖(CMC)为原料,Cu(Ⅱ)为模板离子,环氧氯丙烷(ECH)为交联剂,制得交联印迹材料Cu-ECMC。研究了该材料对模板离子的结合性能与识别选择性。探讨了溶液的pH值、吸附时间等因素对该材料吸附性能的影响。结果表明,材料Cu-ECMC对Cu(Ⅱ)可产生吸附作用,最大吸附量达到44.3mg·g~(-1);pH=3.0时,相对于La(Ⅲ),对Cu(Ⅱ)的选择性系数可达到15.57。印迹材料对铜离子的吸附符合准二级动力学模型。     

铁(Ⅱ)离子印迹聚合物对稀土中铁的识别性能研究

通过γ-氯丙基三甲氧基硅烷的媒介,将功能大分子聚乙烯亚胺(PEI)偶合接枝到硅胶微粒表面,形成了接枝材料PEI/SiO2;以Fe2+为模板离子,乙二醇二缩水甘油醚为交联剂,对化学键合在硅胶表面的PEI大分子链进行了离子印迹,制备了Fe2+印迹材料IIP-PEI/SiO2。采用静态法研究了IIP-PEI/SiO2对Fe2+的结合特性。实验结果表明,Fe2+印迹材料IIP-PEI/SiO2对Fe2+具有强的结合亲合性与优良的识别选择性。IIP-PEI/SiO2对Fe2+的结合容量可以达到1.98mmol/g,结合行为服从Freundlich单分子层吸附。相对于Ce3+与Pr3+离子,IIP-PEI/SiO2对Fe2+离子的选择性系数分别为25.57与20.63。另外,IIP-PEI/SiO2具有良好的重复使用性能。     

水热辅助表面接枝印迹法制备Cd(Ⅱ)离子印迹硅胶及其性能研究

采用水热辅助表面接枝印迹技术,以Cd(Ⅱ)离子作为模板,巯基丙基三甲氧基硅烷为功能分子,环氧氯丙烷为交联剂,在硅胶表面制备出高容量的Cd(Ⅱ)离子印迹硅胶材料,利用红外光谱仪、扫描电镜、热重分析仪等进行了表征,采用平衡吸附法研究了印迹硅胶材料的吸附性能和选择识别能力。结果表明,印迹硅胶材料和非印迹硅胶材料的最大吸附量分别为42.5和22.1mg/g;印迹硅胶材料对Cd(Ⅱ)离子具有较强的选择识别能力,对Cd(Ⅱ)离子的吸附行为更符合Langmuir模型,20min即可达到吸附平衡,符合准二级动力学方程,pH值在4～8范围内,保持了较好的吸附容量;重复使用时性能较好。     

含氮功能炭材料CCPEI的合成及其对重金属离子吸附

以聚乙烯亚胺(PEI)为原料,通过环氧氯丙烷(ECH)化学交联改性的方法制备了网络状交联聚乙烯亚胺(CPEI),然后在氮气氛围中,经一定条件炭化制得了含有丰富含氮功能基团的新型吸附材料(CCPEI)。通过氮吸附等温线分析了样品的孔结构,通过FT-IR表征比较PEI、CPEI以及CCPEI的官能团,并通过SEM观察CCPEI的表面形貌。结果表明,CCPEI保留了大量的胺基活性基团,并经过炭化形成一部分表面微孔结构。初步探索了CCPEI对不同金属离子的吸附性能,结果表明,CCPEI对Cu2+、Pd2+、Al 3+、Ce3+、La3+均具有较大的吸附容量,分别达到63.776,83.007,20.7113,37.506和14.148mg/g;采用静态法研究了CCPEI对Cu2+的结合特性以及温度、pH值等对吸附的影响。     

马铃薯淀粉黄原酸酯基高吸水树脂对重金属离子吸附特性的研究

探索了马铃薯淀粉黄原酸酯基高吸水树脂对Ni 2+、Co2+、Zn2+和Cu2+的二元混合溶液的平衡吸附,并对吸附机理进行了初步研究。结果表明:树脂在二元混合溶液中对Cu2+具有较好的选择性吸附能力。当树脂投放量为0.1g、金属离子初始浓度为100mg/L时,马铃薯淀粉黄原酸酯基高吸水树脂对Cu2+的吸附容量可达78.27mg/g。该高吸水树脂对重金属离子的静态吸附过程符合准二级动力学方程,且与高吸水树脂表面的物理吸附有关。     

Cu2+磁性壳聚糖印迹粒子的制备及对Cu2+的吸附

采用一步共沉淀法和离子印迹技术,制备了Fe3O4-壳聚糖(Fe3O4-CTS)印迹粒子。通过X射线衍射、傅里叶红外光谱,振动样品磁强计、热重分析、Zeta电位等手段对Fe3O4-CTS印迹粒子及对比粒子进行结构和性能表征。研究了pH、吸附剂的量、Cu2+初始浓度、吸附时间及温度等不同因素对吸附性能的影响。结果表明,对于印迹粒子,pH=6,吸附时间为4 h,为较理想的吸附条件;当溶液中Cu2+的质量浓度为120 mg/g,吸附剂的质量为50 mg时,吸附基本达到了平衡,单位吸附量约为21.304 mg/g。     

新型磁性印迹聚合物的制备及其吸附性能研究

以纳米Fe3O4和TEOS为原料制备Fe3O4/SiO2颗粒;然后以壳聚糖为功能单体,环氧氯丙烷为交联剂,Cu(Ⅱ)为模板离子,在Fe3O4/SiO2表面负载印迹聚合物,从而制备了一种新型的表面印迹磁性聚合物Fe3O4/SiO2/CS.并用IR和XRD对产物进行了表征.Fe3O4/SiO2/CS对单一溶液中Cu(Ⅱ)的吸附率为82.04％,对Cu(Ⅱ)和Fe(Ⅱ)混合溶液中对Cu(Ⅱ)吸附率为77.80％,远高于对混合溶液中Fe(Ⅱ)的吸附率.制备的印迹聚合物Fe3O4/SiO2/CS对Cu(Ⅱ)有较高的吸附容量和较高的选择性.     

铜离子印迹磁性复合吸附剂的制备

为了有效地提高废水中吸附剂对铜离子的吸附性能,降低重金属离子对水体的污染,以Cu(Ⅱ)为印迹离子,壳聚糖为印迹母体材料,青霉属菌丝体为核心,纳米Fe3O4为磁组分,制备了铜离子印迹磁性复合吸附剂(Cu(Ⅱ)-IMB).研究了复合吸附剂的制备方法及制备条件与Cu(Ⅱ)吸附性能的关系,并通过响应面分析法(Response Surface Methodology,RSM)优化确定了复合吸附剂制备的最佳工艺条件.实验表明,以硫酸铜中Cu(Ⅱ)为印迹模板,2g菌丝体/0.2gCS,交联剂环氧氯丙烷加入2.99g,Fe3O4加入0.505g,印迹铜离子质量为25.245mg时,所制备Cu(Ⅱ)-IMB对铜离子去除率达82.85%(质量分数),吸附容量33.8mg/g,可重复使用5次以上.用铜离子印迹磁性复合吸附剂物理吸附方法去除水体中重金属离子成本低廉,磁性回收方便,选择吸附性能好、无污染,在废水处理中具有广阔的应用前景.     

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。     

镉离子印迹硅胶的制备与吸附性能

采用表面印迹技术和溶胶-凝胶法,以Cd(Ⅱ)离子作为印迹离子,硫氰基丙基三甲氧基硅烷为功能分子,环氧氯丙烷为交联剂,在硅胶表面制备Cd(Ⅱ)离子印迹聚合物(IIP-TCPTS/SiO2),并利用平衡吸附法研究了聚合物吸附性能和选择识别能力。结果表明,最大吸附量为16.7 mg/g;20 min即可达到吸附平衡;当pH值在5.4~7.8范围内,印迹聚合物保持了较好的吸附容量;印迹聚合物对Cd(Ⅱ)离子具有较强的选择性识别能力;重复使用时性能稳定。     

多氨基改性蔗渣对水溶液中Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)吸附性能的研究

蔗渣经多氨基改性处理后,得到多氨基改性蔗渣吸附剂。考察了多氨基改性蔗渣吸附剂对模拟废水中Pb2+、Zn2+、Cd2+、Cu2+的吸附性能,主要包括吸附时间、溶液pH值和温度对吸附量的影响以及吸附等温式的研究。研究表明,在实验范围内,Pb2+的吸附平衡时间为12h,适宜吸附Pb2+的pH值范围在4～5,Pb2+的最大吸附量为34.96mg/g;Zn2+的吸附平衡时间为20h,适宜吸附Zn2+的pH值在6.2左右,Zn2+的最大吸附容量为2.24mg/g;Cd2+的吸附平衡时间为20h,适宜吸附Cd2+的pH值在5.0左右,Cd2+的最大吸附容量为10.40mg/g;Cu2+的吸附平衡时间为20h;适宜吸附Cu2+的pH值在5.0左右;Cu2+在不同温度下的最大吸附容量为2.60mg/g。多氨基改性蔗渣对Pb2+、Zn2+、Cd2+、Cu2+的吸附均可用Freundlich方程和Langmuir方程描述。     

硫代乙酰胺键合硅胶吸附剂的制备及对铜铅的吸附性能

制备了硫代乙酰胺键合硅胶(TAA-SG),并以它作为固相萃取吸附剂,通过火焰原子吸收光谱法(FAAS)研究了对Cu2+、Pb2+的萃取性能。系统考察了pH、振荡时间和吸附容量等静态吸附性能实验以及流速、洗脱液条件、最大试样体积和干扰离子等动态吸附性能实验对Cu2+、Pb2+定量回收的影响,确定了最佳吸附条件。实验结果表明,当介质的pH为5时,振荡25 min时吸附达到平衡,对Cu2+、Pb2+的最大吸附容量分别为15.05 mg/g和21.10 mg/g。TAA-SG用于饮用水中痕量Cu2+、Pb2+的吸附富集测定,加标回收率在98.4%~102.0%之间。     

弱酸离子交换纤维对含镍废水的吸附性能研究

系统研究了自制羧基离子交换纤维对电镀废水中Ni 2+的吸附性能。结果表明钠型羧酸纤维的平衡吸附容量远高于相应氢型纤维;静态条件下纤维对Ni 2+的吸附容量可达220mg/g以上;溶液初始浓度、pH值以及温度越高,钠型羧酸纤维的平衡吸附量越大。100～300mg/L范围内的含镍电镀废水经柱吸附后可达国家规定排放浓度(≤0.5mg/L),吸附Ni 2+后的纤维可用2mol/L盐酸溶液解吸,纤维重复使用100次后吸附性能基本不变。     

高比表面积SiO_2为基质的含N复合分离材料的制备及其吸附性能

制备了PEI/SiO2复合分离材料,用红外光谱鉴定了其-N基团的存在,用SEM观察了其表面结构,并且用树脂吸附铜离子量来表征了其结合PEI的量.结果表明,复合分离材料对于铜离子的吸附速率很快,在0.5～0.7h就已经达到了饱和,静态最大吸附容量为47.1mg/g树脂;同时树脂具有再生性能,经过10次的解吸-吸附试验后,其吸附容量降至42.5mg/g树脂.     

PEI二硫代氨基甲酸盐交联材料的制备及吸附镉、铜、铅离子

聚乙烯亚胺(PEI)与戊二醛缩合发生交联,缩合形成的CN(碳氮双键)用硼氢化钠还原,最后再跟二硫化碳反应,形成PEI接枝二硫代氨基甲酸盐的交联高分子重金属离子吸附材料。考察该高分子材料吸附镉(Ⅱ)、铜(Ⅱ)、铅(Ⅱ)重金属离子;对其作用机理进行了初步探究。实验证明,随着pH值和重金属离子的浓度的增加,高分子材料对重金属离子Cd2+、Cu2+、Pb2+的吸附容量均呈现先快速增加然后趋缓的趋势,对镉(Ⅱ)、铜(Ⅱ)、铅(Ⅱ)的吸附容量分别达到205.99,215.02和451.79mg/g。     

介孔氧化铝的制备及其对As~(5+)的吸附性能研究

以异丙醇铝为铝源,非离子表面活性剂P123为模板剂,采用溶胶-凝胶法于室温下制备出介孔氧化铝,并研究了该介孔氧化铝对As~(5+)的吸附性能。就材料焙烧温度、初始pH值、接触时间、吸附剂量和吸附温度对吸附性能的影响进行探讨。结果表明,介孔氧化铝对As~(5+)的吸附性能随材料焙烧温度的升高而降低;随吸附温度的升高吸附速率加快,吸附平衡时间缩短;吸附性能受溶液pH值影响较大,pH值=4.5时吸附容量达到最大,此时最大单分子层吸附容量为51.02mg/g。     

固定化Cu~(2+)磁性壳聚糖微球的制备及应用研究

采用化学共沉淀法合成Fe3O4纳米颗粒,乳化交联法制备磁性壳聚糖微球。以环氧氯丙烷为活化剂,螯合铜离子制备了固定化Cu2+的磁性壳聚糖微球(Cu2+-IDA-MCS)为亲和介质。以乳源蛋白中发现的血管紧张素转化酶抑制肽(ACEI)Val-Ser-Leu-Pro-Glu-Try(VSLPEW)为模型分子,考察了Cu2+-IDA-MCS对VSLPEW的吸附效果。结果表明,固定化Cu2+的磁性壳聚糖微球吸附VSLPEW的最佳条件为:VSLPEW的初始浓度为2.0mg/mL,亲和介质的吸附时间为40min,吸附温度为30℃,缓冲液pH值为7.5,此时Cu2+-IDA-MCS对VSLPEW的最大吸附量达49.08mg/g。说明Cu2+-IDA-MCS是吸附VSLPEW的一种有效的亲和介质。