双网络微球水凝胶对Cu2+的吸附行为研究

工业的迅速发展导致水体环境污染问题也愈加严重，针对重金属废水的处理极为迫切。以海藻酸钠微球为基质，合成出海藻酸钙和聚丙烯酰胺双网络结构的NH₂-SA/PAM微球水凝胶。通过扫描电镜、红外光谱、X射线光电子能谱(XPS)等手段表征可知，该凝胶具有多孔网络结构，具有大量的羟基、氨基等活性位点，能实现离子在凝胶内部的快速扩散。通过对Cu²⁺的吸附实验可知，NH₂-SA/PAM微球水凝胶具有较好的吸附性能，基于Langmuir模型，在30℃下q_max为265.31mg/g,在100min内便达到吸附平衡的80%,通过均相表面扩散模型(HSDM)其凝胶内部的扩散系数D_s为2.83×10^-11m/s。该NH₂-SA/PAM对Pb²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺和Cu²⁺均有较好的吸附性能，其分配系数与离子...     

Fe3O4/高岭土磁性复合材料对Cu2+的吸附性能

为实现高岭土（Kaolin）在Cu²⁺废水处理中的实际应用,采用球磨方法制备了剥离Kaolin,并通过氧化沉淀法制备了Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料。通过激光粒度分析仪、SEM、XRD对Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料的形貌及组成进行表征,并通过测试Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料对Cu²⁺的饱和吸附量和磁分离回收率,确定了当Kaolin球磨4.0 h、掺量为3.0 g时所制备的Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料对Cu²⁺的吸附性能最佳,平衡吸附量为17.98 mg/g。磁滞回线结果表明,Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料具有较好的磁响应性,饱和磁化强度约为16.19 emu/g。此外,采用Langmuir和Freundlich吸附等温式对Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料的吸附数据进行拟合,结果表明,Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料对Cu²⁺的吸附行为基本符合Langmuir吸附等温模型和Freundlich吸附等温模型,既存在单分子层吸附,也存在多分子层吸附。     

玉米芯半纤维素基水凝胶对Pb2+吸附性能和机理

以玉米芯半纤维素(木聚糖)为原料，以丙烯酸(AA)、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)为功能单体，N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂，在光引发剂安息香二甲醚(DMPA)紫外引发下，通过接枝聚合，制备水凝胶吸附剂，利用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)分析水凝胶吸附金属离子前后的结构，并研究pH、吸附剂用量、温度、金属离子初始浓度、吸附时间对Pb²⁺吸附性能的影响。结果表明：吸附平衡时间约为300min,对Pb²⁺的最大吸附容量为1095mg/g。水凝胶对金属离子的吸附为离子交换机制，吸附行为符合动力学准二级模型和Langmuir方程，半纤维素基水凝胶对重金属废水具有显著的吸附效果，可以作为重金属废水处理用的生物质吸附剂。     

三乙醇胺硼酸酯交联制备聚乙烯醇水凝胶及其吸附性能研究

采用三乙醇胺硼酸酯与聚乙烯醇(PVA)交联反应制备了水凝胶,通过红外光谱和扫描电镜来观察PVA水凝胶结构和形貌进行了表征,并PVA对水凝胶的溶胀性和吸附性进行分析研究。研究结果表明PVA水凝胶内存在较强的氢键作用,部分三乙醇胺接枝在PVA分子链上。三乙醇胺硼酸酯交联10%(质量分数)PVA水溶液时,所得凝胶的溶胀度接近700%。PVA水凝胶内部大孔套小孔相互交织,构成了复杂的不规则孔洞和通道。PVA水凝胶对Cu²⁺的色素去除率最高达91%,最大吸附量为10.2 mg/g,其吸附过程符合Langmuir方程模型,属单分子层吸附。     

AEP作用下溶胶-凝胶法制备纤维素基炭气凝胶及其对水溶液中Cu2+吸附性能

以微晶纤维素为前驱物, 在表面活性剂异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯(AEP)作用下进行溶胶-凝胶反应, 经过真空冷冻干燥后得到纤维素气凝胶, 再在600℃惰性气氛中碳化反应制备成炭气凝胶。通过扫描电镜、BET比表面测定和红外光谱表征制备的炭气凝胶孔隙结构及表面官能团, 并采用静态吸附法考察了炭气凝胶对水溶液中铜离子的吸附性能。结果表明, 溶胶-凝胶反应中的AEP能够有效调节和改进制备的炭气溶胶孔隙结构及其吸附性能。添加2%的AEP得到的纤维素凝胶制备炭气凝胶CCA₂孔隙结构发达、均匀, 具有655.4 m²/g的比表面积和0.73 cm³/g的孔容, 对水溶液中Cu²⁺的吸附容量最大可达到86.27 mg/g, 吸附等温线符合Langmiur模型, 吸附过程遵循准二级动力学方程。     

纤维状磁性二氧化钛复合材料的制备及其对La3+的吸附行为

为富集回收低浓度矿山尾水中稀土资源,采用溶胶-凝胶法和水热法制备了纤维状外壳的磁性二氧化钛复合材料Fe₃O₄@fTiO₂,利用SEM、TEM、XPS、FTIR和XRD对材料进行表征,考察了Fe₃O₄@fTiO₂对稀土La³⁺的吸附行为。结果表明：Fe₃O₄@fTiO₂是外壳为纤维状的核壳结构磁性复合材料;吸附剂具有良好的超顺磁性,饱和磁化强度高达30.81 emu·g^-1;在15℃、pH=5的酸性条件下,Fe₃O₄@fTiO₂对稀土La³⁺在15 min内达到吸附平衡,且符合伪一级动力学模型;Langmuir等温吸附模型能较好地描述吸附La³⁺过程,理论吸附容量为142.88 mg·g^-1;Fe₃...     

改性松果活性炭去除Cr6+的研究

为了提高水中Cr⁶⁺的去除效率，以松果粉末(PC)为原料，利用H₃PO₄改性法制备了低成本高比表面的改性松果活性炭(PCAC)。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪和全自动比表面积分析仪对PCAC表面理化性质变化进行表征。通过静态吸附实验探究其对Cr⁶⁺的吸附性能，测定了溶液初始pH、PCAC投加量和吸附时间对Cr⁶⁺吸附性能的影响。根据吸附动力学和吸附等温线，探讨了PCAC对Cr⁶⁺的吸附机理。结果表明：经H₃PO₄改性制备的PCAC比表面积和孔隙体积分别为1669.2m²/g和0.851cm³/g,高于未改性的PC;对于100mg/L Cr⁶⁺模拟废水，最佳吸附条件：pH=2、PCAC投加量0.5g、吸附时间3h,此时PCAC对Cr⁶⁺的去除率最大且为99.97%;吸附动力学数据拟合分析，拟二级动力学模型较好...     

氨基硫脲/季铵木质素对铂的吸附

木质素及其衍生物因具有经济高效和无污染等特点,在有价金属提取和有毒金属离子去除等领域具有广阔的应用前景。本研究采用氨基硫脲/季铵木质素吸附铂,通过FTIR分析揭示了吸附过程的机制,考察了盐酸浓度、Pt(IV)初始浓度、吸附时间和吸附剂用量对吸附效果的影响。结果表明,改性木质素中含有大量的酚羟基、胺基和季铵官能团,PtCl₆^2-被氨基硫脲/季铵木质素中的酚羟基还原成PtCl₄^2-后与胺基发生配合反应和氯离子发生离子交换反应,在盐酸浓度为0.5 mol·L^-1、Pt(IV)初始浓度为1 170 mg·L^-1和吸附时间为120 min的条件下,1 g·L^-1氨基硫脲/季铵木质素对Pt(IV)的饱和吸附容量为267.80 mg·g^-1,7 g·L^-1时的最大吸附率为88.50%。吸附过程遵循Freundlich模型和准二级动力学模型,表明吸附过程为单分子层非均质的化学吸附。     

氯化锌催化活化制备中孔活性炭及其对Cr6+的吸附性能

为进一步提高活性炭对废水中Cr⁶⁺的吸附能力,采用氯化锌对市售微孔活性炭粉进行催化活化,制成了中孔活性炭,并研究了中孔活性炭对Cr⁶⁺的吸附性能。通过单因素试验优选了中孔活性炭吸附Cr⁶⁺的工艺参数;研究了中孔活性炭吸附Cr⁶⁺的吸附动力学和吸附等温线,并进行了再生吸附试验。结果表明:向100 mL Cr⁶⁺初始浓度为100 mg/L的重铬酸钾溶液中投加0.1 g中孔活性炭,控制温度为35℃,pH=2,3 h即可达吸附平衡,此时吸附效果最佳,最大吸附量达93.7 mg/g;中孔活性炭对Cr⁶⁺的吸附遵循二级动力学规律,符合Langmuir吸附等温式;吸附/再生循环2次后,中孔活性炭吸附能力保持不变,循环5次后,活性炭对Cr⁶⁺的吸附量为初始吸附量的75%,碳损失率为6.5%。     

磁性Zr基MOFs材料的合成及吸附水中磷的性能研究

基于液相外延生长原理,采用自组装法合成了磁性氨基功能化MOFs材料Fe₃O₄@NH₂-UiO-6(Fe-NUiO(Zr)-005),对其进行了XRD、FTIR、SEM和BET等表征分析,研究了其在水体中对磷的吸附性能,探讨了吸附除磷的机理。结果表明,在Fe₃O₄上自组装生成了具有介孔结构的纳米磁性复合材料Fe-NUiO(Zr)-005,其比表面积大,稳定性高,该材料适应磷溶液的pH(3.0～9.0)宽,吸附效果良好,吸附过程符合Langmuir模型,饱和吸附量达71.94 mg·g^-1。材料吸附磷的平衡时间为200 min,吸附过程符合伪二级动力学方程,且受到了多种机制的影响。在实际水环境和共存离子(Cl^-、SO₄^2-和NO^-₃)中应用时,吸附剂呈现出较强的抗干扰能力,其具有较高的吸附低浓度磷的潜力。材料能够循环使用至少5次,Fe-NUiO(Zr)...     

负载过氧化铜的介孔二氧化硅纳米粒子协同化学动力学疗法和化疗联合治疗肿瘤

化学动力学治疗(CDT)是通过使用芬顿催化剂将细胞内过氧化氢(H₂O₂)催化成羟基自由基(·OH)以杀死癌细胞的一种新型治疗方法。然而，内源性H₂O₂含量不足以及单一治疗的局限性限制了CDT的治疗效率。本工作报道了一种负载过氧化铜(CuO₂)的介孔二氧化硅纳米颗粒(MSN)。其中，MSN内部负载化疗药物阿霉素(DOX),其表面负载催化剂CuO₂封堵孔道，避免药物提前早释。在肿瘤微环境(TME)刺激下，CuO₂分解产生外源性H₂O₂和类芬顿离子Cu²⁺,Cu²⁺消耗细胞内谷胱甘肽(GSH)生成Cu⁺,Cu⁺催化外源性H₂O₂生成高细胞毒性的·OH,协同化疗药物DOX实现CDT和化疗的联合治疗，提高抗肿瘤疗效。此外，体外细胞实验研究表明，该芬顿催化剂表现出良好的细胞...     

铜离子掺杂Y2Ba2O5高近红外反射颜料的制备和光学性能研究

采用溶胶-凝胶法制备一系列环境友好型绿色近红外反射纳米颜料, 结构通式为Y₂Ba_(2-x)Cu_xO₅(x=0、0.25、0.50、0.75和1.0), 通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、UV-vis-NIR分光光度仪和高精度分光测色仪对制备颜料的结构、形貌和光学性能进行了表征。研究结果表明, 铜离子掺杂进入Y₂Ba₂O₅晶格中, Y₂Ba₂O₅晶粒尺寸由62.1 nm降低至54.7 nm。Cu²⁺取代Y₂Ba₂O₅中的部分Ba²⁺, 粉末颜色由白色变为绿色(a*=-21.61), 禁带宽度由2.30 eV 减少到2.04 eV; 粉末呈现不规则球形结构, 粒径分布在150~300 nm范围内。掺杂Cu²⁺使粉末的近红外反射率降低, 但Cu²⁺掺杂量为x=0.50时仍然表现出较高的近红外反射率(68.80%)和太阳光反射率(45.95%)。因此, Y₂Ba_(2-x)Cu_xO₅系列高近红外反射绿色粉末作为“冷”颜料在建筑涂料方面具有巨大的应用潜能。     

Effects of thiosulfate and dissolved oxygen on crevice corrosion of Alloy 690 in high-temperature chloride solution

The crevice corrosion behavior of Alloy 690 was investigated in high-temperature chloride solution containing different concentrations of thiosulfate(S₂O₃^2-) and dissolved oxygen(DO). The S2O32- inhibited corrosion of Alloy 690 through consuming oxygen in aerated chloride solution. In deaerated chloride solution,the S₂O₃^2- was reduced to S° and S^2- and subsequently incorporated into the oxide films, which promoted the pitting corrosion at locations of both TiN inclusions and matrix inside the crevice during the crevice corrosion as well as influenced the composition and thickness of the oxide films. The effect mechanisms of S₂O₃^2- and DO on crevice corrosion in high-temperature chloride solution are discussed.     

pH对δ-MnO2吸附硫酸锰溶液中Co2+、Ni2+的影响

硫酸锰溶液中重金属离子的深度净化，一直是锰行业研究的热点和重点。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)等手段对所制备的δ-MnO₂进行表征，利用Visual Minteq软件模拟硫酸锰溶液中Mn、Co和Ni的离子形态随pH的变化关系，研究不同pH条件对δ-MnO₂吸附硫酸锰溶液中Co²⁺、Ni²⁺的影响。结果表明：δ-MnO₂结晶性较差，缺陷和空隙较多，表面羟基丰富。随着硫酸锰溶液pH升高，δ-MnO₂对于Co²⁺和Ni²⁺吸附率逐渐增加，Co²⁺比Ni²⁺更容易被吸附。在低pH下，δ-MnO₂吸附效果受结构缺陷和空隙影响，pH高于5时，在表面负电荷和羟基的共同作用下大量吸附Co²⁺和Ni²⁺,Co²⁺、Ni²⁺吸附率最高达到99....     

离子交换和热处理对贵金属掺杂硅酸盐玻璃光致发光的影响

贵金属纳米颗粒-玻璃复合材料是一种重要的非线性材料。利用光致发光谱及配位场理论, 深入研究了离子交换及氢气热处理对硅酸盐玻璃中贵金属离子的引入、还原、成核及生长过程的影响, 发现延长离子交换时间有利于提高玻璃中金属离子的浓度。对于掺Ag⁺硅酸盐玻璃, 不仅存在孤立Ag⁺离子, 同时也存在Ag₂⁺团簇。H₂中热处理后, 样品中孤立Ag⁺离子浓度迅速降低, 同时出现Ag₃²⁺团簇。对于掺Cu⁺硅酸盐玻璃, 仅存在孤立Cu⁺和Cu²⁺, 没有发现Cu⁺团簇的发光峰, Cu²⁺的存在造成Cu⁺的发光强度显著降低。掺Ag⁺硅酸盐玻璃经H₂热处理后, 再经过第二次离子交换往玻璃中掺Cu⁺是十分困难的。     

乙酸根插层LDHs对磷的吸附性能

通过共沉淀法和离子交换法成功制备出不同阴离子插层水滑石(layered double hydroxides, LDHs)并比较吸附性能，筛选出性能最佳的乙酸根插层的Mg₂Al-LDHs。考察乙酸根插层的Mg₂Al-LDHs吸附磷过程的吸附动力学、吸附热力学，通过X-射线衍射仪(XRD)、傅立叶红外变换光谱仪(FTIR)对CO₃^2--Mg₂Al-LDHs前驱体、 Ac^--Mg₂Al-LDHs 2种吸附剂吸附前、后样品进行表征。结果表明：Ac^--Mg₂Al-LDHs对磷吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温热力学模型，属于自发吸热的单分子层吸附过程。由于CO₃^2--Mg₂Al-LDHs层间碳酸根离子与层板结合过于紧密，磷酸根离子无法将碳酸根离子置换，因此CO₃^2--Mg     

Buserite型氧化锰催化叔丁基过氧化氢歧化分解反应动力学

以MnSO₄·H₂O为锰源, K₂S₂O₈为氧化剂, 制备了4种含有不同层间阳离子(Me, Me = Mg²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺)的buserite型氧化锰(Me-buserites)。采用X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子体原子发射(ICP-AES)和N₂吸附-脱附(BET)对制成Me-buserites的晶相结构、元素组成和比表面积进行了表征。采用25 mL间歇式玻璃反应器, 考察了Me-buserites催化叔丁基过氧化氢歧化分解反应动力学。反应动力学分析表明: 反应底物叔丁基过氧化氢浓度项反应级数为2, Me-buserites形式浓度项反应级数为1, 总反应级数为3; 表观活化能为56~125 kJ/mol。与动力学拟合结果相一致的反应机理是由前置平衡和速控两个反应步骤组成。基于338 K反应温度准二级速率常数和0.5 h反应时间累积O₂体积决定的活性顺序为Cu-buserite>Mg-buserite>Ni-buserite>Co-buserite; 在选定反应条件下, 所有Me- buserites的叔丁醇选择性均为100%。     

氧化石墨烯/海藻酸钙水凝胶复合膜对水中Cd(II)的吸附

将氧化石墨烯(GO)、致孔剂与海藻酸钠共混后与CaCl₂交联制备的GO/海藻酸钙（CA）水凝胶复合膜作为含重金属废水的吸附材料。采用SEM和TEM表征了复合膜的表面形貌及透射性能,且分析了GO的加入对复合膜的力学性能、平均孔径、水通量及表面官能团的影响。为探究GO/CA水凝胶复合膜的吸附性能,考察了其吸附Cd(II)的影响因素:pH（6~7）值、初始离子浓度、接触时间、温度（三者均正相关）。用FTIR、XPS在吸附前后对复合膜进行了表征;引入了吸附动力学和等温线模型分析其吸附机制。探究结果表明GO的加入提高了复合膜的力学性能、平均孔径及水通量;吸附过程遵循Langmuir等温线,属于单层吸附,拟合得到的最大吸附量为173.61 mg/g;伪一级和伪二级吸附动力学分别在低浓度和高浓度时能较好地描述吸附过程的动力学行为;吸附机制主要为物理作用力吸附和离子交换。经过5个连续的吸附-解吸循环证明了GO/CA水凝胶复合膜的可重复利用性。      

沙柳/聚乙烯醇新型水凝胶复合膜的制备及性能研究

采用湿法纺丝合成新型沙柳木粉(SPP)/聚乙烯醇(PVA)水凝胶复合膜(SPPM)。研究凝固浴时间、硫酸浓度对SPPM吸附Hg²⁺吸附量与力学性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、比表面积和平均孔径、红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)等手段分析SPPM的结构和吸附机理;采用热重(TG)对SPPM的热性能进行分析。结果表明:凝固浴时间为1h, H₂SO₄浓度为7%时最佳,吸附量为421mg/g。SPPM具有较好的孔道结构,吸附性能良好且可重复利用5次以上,并具有较大的比表面积以及良好的热稳定性。SPPM的Hg²⁺吸附过程符合伪二级动力学模型和Freundlich等温线模型。     

水泥熟料固化重金属Cu2+和Zn2+及水化浸出行为分析

危废处理是当前的热点问题,水泥窑协同处置作为一种有效的处理方式,逐步为社会所接受。多数的危废中包含Cu²⁺和Zn²⁺,文章研究了危废中重金属Cu²⁺和Zn²⁺在水泥熟料中的固化性能和在熟料中的分布,并探讨了重金属在水泥净浆中的浸出行为和环境安全性。通过熟料易烧性X射线衍射(XRD),矿物相分离萃取,浸出实验得出:Cu²⁺和Zn²⁺均改善了熟料易烧性;Cu²⁺促进了C₄AF的生成,同时也促进了C₃S晶粒的生长,并固溶在其中;Zn²⁺与熟料形成新的矿物相Ca₁₄Al₁₀Zn₆O₃₅。通过相对分布系数(D)和分配系数(K_f)说明Cu²⁺主要分布在硅酸盐相中,硅酸盐相固化Cu²⁺的能力强于中间相;Zn²⁺主要分布在中间相中,中间相固化Zn²⁺的能力强于硅酸盐相。掺量为2.0%的Cu²⁺和Zn²⁺在水泥净浆7 d龄期的浸出浓度最大,分别为1.724和0.387 mg·L^-1。水泥熟料固化Cu²⁺和Zn²⁺在水泥使用过程中不会对环境造成二次污染。