碳纳米管/壳聚糖自组装离子印迹材料的制备及性能

以多壁碳纳米管(MWCNTs)为基质、壳聚糖(CS)为功能单体、Ni(Ⅱ)离子为模板、戊二醛为交联剂,采用静电自组装法制备了镍离子印迹材料MIIPs。采用SEM、XRD、FTIR及TG对其结构和性能进行了表征,采用丁二酮肟可见分光光度法对印迹聚合物的吸附性能进行了考察。结果表明;壳聚糖成功地接枝到碳纳米管表面,并且印迹材料对Ni(Ⅱ)具有选择吸附性能,化学吸附过程符合准二级吸附动力学模型,平衡吸附量为32.20mg/g,竞争离子Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)存在时,Ni(Ⅱ)/Pb(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)/Cu(Ⅱ)的选择系数分别为11.27和9.22。     

镉离子(Ⅱ)印迹聚合物的制备及性能研究

为有效应对环境中重金属镉的污染问题,文中采用沉淀聚合法,以Cd(Ⅱ)为印迹离子,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂,通过对印迹聚合体系的条件进行系统优化,制备了系列镉离子印迹聚合物(Cd(Ⅱ)-IIPs)及相应的非印迹聚合物(NIPs),同时在竞争离子的存在下,考察了其对Cd(Ⅱ)的吸附效果及识别选择性。结果表明:以4-乙烯基吡啶(4-VP)为功能单体,模板与功能单体和交联剂的摩尔比为1∶4∶30时,制备的聚合物(Cd(Ⅱ)-IIP_9)对Cd(Ⅱ)的吸附效果最好。吸附过程主要以准二级动力学为主,更符合Freundlich多层吸附行为,吸附量为529.73 mg/g,印迹因子达1.87。说明与非印迹聚合物NIP_9相比,Cd(Ⅱ)-IIP_9对Cd(Ⅱ)具有较高的吸附量和良好的识别选择性,有望用于环境中Cd(Ⅱ)的分离去除。     

铜(Ⅱ)离子印迹复合膜的静电组装法制备及其吸附特性

将聚丙烯酸和聚亚乙基亚胺-Cu(Ⅱ)络合物通过静电作用交替组装到聚丙烯微孔膜(MPPM)表面,再通过环氧氯丙烷的交联,使组装层形成交联体系,洗脱除去Cu(Ⅱ)离子,制得Cu(Ⅱ)离子印迹复合膜。采用FTIR、XPS和ESEM对膜表面的化学组成及物理形态进行了表征。制得的离子印迹复合膜具有良好的亲水性和稳定性,吸水量能够达到MPPM的819倍以上;在1.5 mol·L-1的NaCl水溶液或55℃水浴中振荡洗涤48 h,膜表面的组装层质量能保持在94%以上。平衡吸附实验结果发现,离子印迹复合膜对Cu(Ⅱ)离子具有良好的吸附能力与高的选择性,饱和吸附量可达112.87μg·cm-2,以Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Mg(Ⅱ)或Mn(Ⅱ)作为竞争离子,膜对Cu(Ⅱ)离子的选择性系数分别达17.72、26.66、17.43、16.87、29.72和19.75。吸附热力学与动力学研究结果表明,吸附属于单分子层吸附,吸附主要受化学作用控制。制得的离子印迹复合膜具有良好的再生能力,10次吸附-脱附循环后,对Cu(Ⅱ)离子的吸附量能保持在90%以上。     

Schiff碱功能化镉离子印迹材料的制备及对Cd(Ⅱ)的选择性吸附性能

制备了Schiff碱功能化镉离子印迹材料,并研究了其对Cd(Ⅱ)离子的选择性吸附性能。利用水热法制备了Schiff碱功能化镉离子印迹材料,采用静态法测量了相关的吸附数据。结果表明:Schiff碱功能化镉离子印迹材料对Cd(Ⅱ)离子的吸附容量为48.5 mg/g,吸附平衡20 min完成,最佳p H值范围为4～8,且Schiff碱功能化镉离子印迹材料对Cd(Ⅱ)离子选择性好。Schiff碱功能化镉离子印迹材料对Cd(Ⅱ)离子的吸附具有高选择性,吸附速率快,且吸附容量较高等特点。     

温敏型表面离子印迹聚合物的制备及性能

摘要：以多壁碳纳米管为(MWCNTs)为基质，N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为温敏单体，丙烯酰胺、丙烯酸为功能单体，N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，Ni2+为模板，采用反相悬浮法制备温敏型离子印迹材料(IIPs)。采用FTIR、XRD、TG、SEM等对其进行结构表征，采用丁二酮肟可见分光光度法对印迹聚合物的吸附性能进行了考察。结果表明：通过改变温度可以控制印迹聚合物的吸附与脱附效率，在最佳吸附温度40 ℃的条件下，IIPs对Ni2+吸附量最大为33.80 mg/g，该吸附过程符合热力学Langmuir模型和二级动力学模型，在25 ℃时的脱附效率远大于在50 ℃的脱附效率。在竞争离子Pb2+和Cd2+存在时，Ni2+/Pb2+和Ni2+/Cd2+的选择系数分别为12.62和16.12，说明IIPs对具有Ni2+较强的识别能力。     

二甲酚橙在离子液相中测定镍的研究

建立了由亲水性离子液体四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]BF4)和NaH2PO4形成的双水相体系萃取光度法测定镍的新方法.研究了离子液体用量、溶液酸度、二甲酚橙(XO)、盐的加入量对Ni2+萃取测定的影响及共存物质影响及消除.在pH 5.5,离子液相中XO与Ni2+形成的配合物有较高的吸光度,配合比为3∶1,配合物最大吸收波长位于 465 nm,表观摩尔吸光系数ε＝7.86×104 L·mol-1·cm-1,Ni2+量的线性范围为0～5.0 μg/mL.方法用于铝合金标准样品中镍的测定,结果与认定值相符.使用后的离子液体经过简单处理可以重复使用.     

会宁凹凸棒石粘土对Ni(Ⅱ)的吸附性能

研究了会宁凹凸棒石粘土从溶液中吸附金属镍离子的过程,考察了吸附时间、Ni(Ⅱ)初始浓度、pH值、吸附剂量以及温度等因素对吸附效果的影响.结果表明,会宁凹凸棒石粘土在吸附时间为20 min、Ni(Ⅱ)初始浓度为30 mg·L<'-1>、pH值为6.0、吸附剂量为0.1 g·(50 mL)<'-1>、温度为20℃的条件下,...     

铜（Ⅱ）离子印迹复合膜的静电组装法制备及其吸附特性

将聚丙烯酸和聚亚乙基亚胺-Cu（Ⅱ）络合物通过静电作用交替组装到聚丙烯微孔膜（MPPM）表面,再通过环氧氯丙烷的交联,使组装层形成交联体系,洗脱除去Cu（Ⅱ）离子,制得Cu（Ⅱ）离子印迹复合膜。采用FTIR、XPS和ESEM对膜表面的化学组成及物理形态进行了表征。制得的离子印迹复合膜具有良好的亲水性和稳定性,吸水量能够达到MPPM的819倍以上;在1.5 mol·L^-1 的NaCl水溶液或55℃水浴中振荡洗涤48 h,膜表面的组装层质量能保持在94%以上。平衡吸附实验结果发现,离子印迹复合膜对Cu（Ⅱ）离子具有良好的吸附能力与高的选择性,饱和吸附量可达112.87 mg·cm^-2,以Pb（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）、Co（Ⅱ）、Mg（Ⅱ）或Mn（Ⅱ）作为竞争离子,膜对Cu（Ⅱ）离子的选择性系数分别达17.72、26.66、17.43、16.87、29.72和19.75。吸附热力学与动力学研究结果表明,吸附属于单分子层吸附,吸附主要受化学作用控制。制得的离子印迹复合膜具有良好的再生能力,10次吸附-脱附循环后,对Cu（Ⅱ）离子的吸附量能保持在90%以上。     

速生桉树叶制备生物质吸附剂去除废水中Ni(Ⅱ)的研究

本研究以速生桉树树叶为原料,制备生物质吸附剂MEUL,用以去除废水中的镍离子(Ni(Ⅱ))。结果表明:溶液初始p H、Ni(Ⅱ)初始浓度、反应温度、吸附剂粒度、离子强度是主要影响因素。当p H在4左右时,Ni(Ⅱ)的去除效果较好。MEUL吸附Ni(Ⅱ)离子的过程符合二级反应动力。     

磁性铯离子印迹聚合物的制备及其吸附性能研究

以Cs(Ⅰ)为模板离子,磁性Fe3O4@TiO2@SiO2微球为基底,羧化壳聚糖为功能单体,采用表面离子印迹技术制备并表征了铯离子印迹聚合物(Cs(Ⅰ)-MIIP),并研究了其对溶液中铯离子的吸附性能.实验结果表明,在25℃时吸附平衡时间为3h,平衡吸附量可达70.88 mg/g,吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型.Cs(Ⅰ)-MIIP对铯离子的吸附选择性明显高于非印迹材料.将Cs(Ⅰ)-MIIP应用于盐湖卤水中的研究表明其对铯离子的吸附量可达5.3 mg/g,吸附率为74.65％,具有一定的应用前景.     

向日葵秸秆对U(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)的选择吸附特性

以分别含有单一的U(Ⅵ)、Cu(Ⅱ)溶液以及U(Ⅵ)、Cu(Ⅱ)混合溶液为吸附质,系统探讨了pH值、吸附剂量、温度、时间和初始离子浓度对向日葵秸秆吸附效果的影响。采用准二级动力学模型、Langmuir、Freundlich和Langmuir-Freundlich等温吸附模型对实验数据进行拟合,从分配系数和分离因子角度对吸附选择性进行分析,并对吸附机理进行探讨。结果表明:向日葵秸秆对U(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)的吸附分别是自发的吸热和放热反应;吸附动力学均符合准二级动力学模型,即化学吸附为控速步骤;单离子体系下U(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)的吸附等温线分别符合Langmuir-Freundlich和Langmuir等温吸附模型;复配体系下,当干扰Cu(Ⅱ)浓度≥60 mg·L-1时,U(Ⅵ)的吸附等温线可用Langmuir-Freundlich模型描述;而当干扰U(Ⅵ)浓度≥200 mg·L-1时,Cu(Ⅱ)的吸附等温线可用Langmuir模型描述。当溶液中同时存在U(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)两种离子时,离子间存在竞争吸附,且向日葵秸秆对U(Ⅵ)具有更高的选择性,这与金属本身的特性有关。向日葵秸秆吸附前后的SEM、EDX和FT-IR图谱表明,吸附U(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)的主要方式为络合和离子交换。     

尖晶石型锂离子筛的直接水热合成及其锂吸附性能

采用水热合成法,以硝酸锰、氢氧化锂和过氧化氢为原料直接合成出前驱体——尖晶石型锰酸锂,再经酸浸脱锂后得到对锂离子具有选择吸附性能的离子筛。通过XRD和TEM对产物的晶相结构进行了表征,测定了离子筛材料对纯锂溶液和海水中锂的吸附容量,以及对海水中主要金属离子的选择性。结果表明,当n(锂)∶n(锰)=2.5,过氧化氢浓度为0.3 mol/L,在120℃下反应12 h时,产物几乎为纯的立方相锰酸锂晶体;前驱体晶体呈一维纳米线形态,直径为20 nm左右,长度在300~500 nm;离子筛对纯锂溶液中锂的最大吸附量达到40.23 mg/g,对海水中锂的吸附量为10.46 mg/g;离子筛对金属离子的选择吸附性顺序为:Li+≥Ca2+Mg2+Na+K+,锂的分配系数(Kd,Li)达到12 836.71 mL/g,表现出对锂很高的选择吸附性。     

低温等离子体对镍吸附细菌B8的诱变

利用射频低温等离子体对吸附镍细菌B8进行诱变,并测试突变体对镍离子的吸附能力。实验结果表明,对细菌B8诱变的最佳条件是以N2为载气,诱变时间为3 min,诱变功率为50~65 W,载气气压为20 Pa;通过对该诱变条件下的突变体进行筛选,得到了对镍的吸附能力较强的突变体Ni12,其对镍离子的吸附量达到了136.7mg g 1(干菌体),比出发菌株B8提高了11.7%,且五代内可稳定遗传;对其机理进行讨论发现胞外聚合物为吸附镍离子的主要影响因素;同时探讨以多孔陶瓷为载体,采用微生物曝气挂膜法固定突变体Ni12,对含镍离子的溶液进行处理,其吸附率可达86%;经16S rDNA序列分析表明,突变体Ni12为Pseudomonas cedrina。射频低温等离子体对细菌B8的诱变效率高,突变体Ni12对镍离子有较强的吸附性,可稳定遗传,对含镍废水的处理有良好的应用前景。     

黄腐酸基离子印迹聚合物的制备及吸附性能研究

以环氧化黄腐酸(MFA)为功能单体,以Cd⁽²⁺⁾为模板离子,采用反相悬浮法制备黄腐酸基离子印迹聚合物(IIP),并用红外、扫描电镜、热重分析等对印迹材料进行了结构性能分析。最佳合成工艺为:MFA用量0.500 0 g,Cd(2+)为模板离子,采用反相悬浮法制备黄腐酸基离子印迹聚合物(IIP),并用红外、扫描电镜、热重分析等对印迹材料进行了结构性能分析。最佳合成工艺为:MFA用量0.500 0 g,Cd⁽²⁺⁾离子(3.0 g/L)和乙二胺用量分别为30 m L和20 m L,反应温度及时间分别为60℃和12 h。此时最佳吸附量1.17 mg/g,去除率为93.93%。溶液pH为6时,IIP吸附效果最好,最佳吸附量约为N-IIP的3倍。     

黄腐酸基离子印迹聚合物的制备及吸附性能研究

以环氧化黄腐酸(MFA)为功能单体,以Cd~(2+)为模板离子,采用反相悬浮法制备黄腐酸基离子印迹聚合物(IIP),并用红外、扫描电镜、热重分析等对印迹材料进行了结构性能分析。最佳合成工艺为:MFA用量0.500 0 g,Cd~(2+)离子(3.0 g/L)和乙二胺用量分别为30 m L和20 m L,反应温度及时间分别为60℃和12 h。此时最佳吸附量1.17 mg/g,去除率为93.93%。溶液pH为6时,IIP吸附效果最好,最佳吸附量约为N-IIP的3倍。     

镍钴草酸盐共沉淀体系的过饱和态演变规律

对Ni(Ⅱ)-Co(Ⅱ)-C2O4-H2O体系镍、钴溶解度[M]T(M指金属离子)和过饱和度(S)进行了热力学分析,绘制出pH-lg[M]T图和pH-lgS图。结果表明:当2pH3时,镍、钴的溶解度最小;当pH2时,镍、钴的过饱和度均随pH的上升而增大,此后继续提高pH值,其过饱和度基本保持恒定。加料方式也对镍、钴过饱和度和体系平衡pH值影响显著,正加(沉淀剂加入金属剂)过程的过饱和度和pH值均波动较小,反加(金属剂加入沉淀剂)过程则变化很大。共沉淀试验结果进一步证实了热力学分析。pH≈1时,共沉淀粉体呈现2种形貌,粒度分布较广;当pH≥2时,共沉淀粉体粒度均匀,形貌单一。采用正加的加料方式,更有利于得到粒度均匀、形貌单一的镍钴草酸盐共沉淀粉体。     

功能印迹炭材料的制备及对铜(Ⅱ)离子吸附研究

以壳聚糖为母体,在其氨基上引入羧甲基制备出N-CMC(N-羧甲基壳聚糖),以Cu~(2+)[铜(Ⅱ)离子]为模板离子,印迹后炭化制得C-Cu-CMC(印迹羧甲基壳聚糖炭材料)。以傅里叶红外光谱仪、静态氮吸附仪表征炭材料,并考察其对模板离子的结合性与识别选择性。研究结果表明:300℃炭化温度下制得的印迹炭材料吸附效果较好,且当溶液温度为40℃、pH=4时,对Cu~(2+)的吸附效果较好。相较于Al~(3+)和La~(3+),炭材料C-Cu-CMC对Cu~(2+)的吸附更具选择性,这对于治理土壤和淡水重金属污染等环境问题有一定的参考价值。     

铅(Ⅱ)离子印迹复合膜对重金属离子的吸附热力学与吸附动力学

以聚丙烯微孔膜(MPPM)为支撑,通过物理包埋和紫外线诱导共价键合组合法固定二苯甲酮,再通过紫外线引发丙烯酸和乙二醇二甲基丙烯酸酯接枝共聚制备了Pb(Ⅱ)离子印迹复合膜。采用平衡吸附和竞争渗透实验考察了印迹复合膜对Pb(Ⅱ)离子的吸附与选择能力。结果发现,印迹复合膜对Pb(Ⅱ)具有良好的吸附及渗透选择性,其对Pb(Ⅱ)的饱和吸附量分别为Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的2.86倍和2.75倍,48 h的渗透量分别为Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的3.8倍和3.1倍;Langmuir等温吸附模型与平衡吸附数据相当吻合(R²≥0.991),吸附属于单分子层吸附;动力学研究结果表明,印迹复合膜对重金属离子的吸附过程符合Lagergren准二级动力学模型(R²≥0.998,ΔQ<10%),吸附过程主要受化学作用控制;印迹复合膜对重金属离子的吸附自由能变(ΔG)、吸附焓变(ΔH)及吸附熵变(ΔS)均为负值,说明吸附是一个自发、放热的过程;|ΔH|>|TΔS|,表明吸附过程是一个焓驱动过程。     

天然沸石吸附电镀废水中重金属离子的实验研究

针对含重金属离子电镀废水,国内外普遍采用化学沉淀法来处理,而化学沉淀法存在运行费用高、二次污染等问题。由于铜离子、锌离子是最常出现在电镀工业中,本文选择铜离子和锌离子为研究对象,本文采用天然沸石处理模拟电镀废水中的铜离子和锌离子,考察了溶液pH值、天然沸石用量、反应时间、共存阳离子等多种物理化学参数的影响。实验结果表明,天然沸石吸附铜离子的最佳参数：当初始浓度为200 mg/L,溶液pH值为7,天然沸石用量为30 g/L,反应时间为20 min时,处理后的水质满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)要求。铜离子分别与锌、镍、铅和六价铬离子共存时,锌和镍离子在低浓度时对铜离子的吸附影响不大;铅和六价铬离子明显抑制铜离子的吸附。天然沸石吸附新离子的最佳参数：初始浓度在200 mg/L,溶液pH值为7,天然沸石用量为30 g/L,反应时间在20 min时,处理后的水质满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)要求。锌离子分别与铜、镍、铅和六价铬离子共存时,铜离子几乎对锌离子无影响;镍离子的影响很小;铅和六价铬离子明显抑制锌离子的吸附,为实际电镀废水的高效处理提供理论依据。     

磺酸苯偶氮石墨烯材料对重金属离子的吸附性能

将4-氯苯胺-3-磺酸接枝到RGO表面,合成新型苯偶氮功能化还原氧化石墨烯材料(RGOSPA),吸附水体中的Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)。实验显示RGOSPA吸附Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)溶液的最佳p H值为5. 0,吸附Ni(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)的最佳p H值为5. 5,对Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)的最大吸附量分别为457. 4,60. 1,63. 7,186. 2,116. 1 mg/g。吸附动力学研究表明,RGOSPA在10 min达到平衡吸附量的80%,吸附过程符合准二级动力学方程。吸附等温线研究表明,与Freundlich模型相比,Langmuir模型更适合描述吸附过程。RGOSPA通过离子交换与配位达到对重金属离子的吸附效果,可作为去除重金属离子的良好吸附剂。