多壁碳纳米管对水中腐殖酸的吸附行为研究

以多壁碳纳米管为吸附剂对水中腐殖酸（HA）的吸附行为进行了研究,重点考察了各种因素下碳纳米管对腐殖酸吸附效果的影响,如吸附温度、吸附时间、溶液pH、共存离子等.实验结果表明,在15℃,25℃和35℃条件下,多壁碳纳米管对腐殖酸的吸附等温线可以用Freundlich模型模拟,其实验条件下的最大吸附量分别为37.77mg/g,41.89mg/g,52.95mg/g;吸附剂对水中腐殖酸的吸附在12h内可达平衡,且吸附动力学符合拟二级动力学方程;碳纳米管对腐殖酸的吸附量随溶液pH的增加而降低;水中金属阳离子的存在能促进腐殖酸的吸附,不同类型的阳离子对腐殖酸吸附效果影响的大小顺序为：Ca2＋﹥K＋﹥Na＋.     

纳米磁性壳聚糖对腐殖酸和重金属离子混合吸附研究

研究了纳米磁性壳聚糖吸附剂对腐殖酸的吸附性能和重复使用性能,分析了腐殖酸存在的条件下对Cu2+、Pb2+、Cd2+三种重金属离子吸附的影响及机理.实验结果表明:该吸附剂对腐殖酸吸附的最佳pH值为11,饱和吸附量为292mg/g;吸附速度快,15min可达吸附平衡;经5次吸附后,保留了初次吸附量的60%,具有一定的可再生性和重复使用性.同时,该吸附剂吸附腐殖酸后仍可对Cu2+、Pb2+、Cd2+产生吸附作用,较单独吸附时Cu2+、Pb2+的吸附量有所降低,而Cd2+的吸附量则有大幅提高.     

聚乙烯醇-聚丙烯酰胺互穿网络水凝胶的制备及吸附性能

采用聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)为原料,戊二醛(glutaraldehyde)为交联剂,制备了一种互穿网络(IPN)水凝胶。用傅立叶红外光谱仪对其结构进行表征,研究了PVA和PAM按不同配比及交联剂的不同用量制备的IPN水凝胶的吸水性和Cu²⁺的吸附性,主要探讨了吸附时间、pH、吸附温度等对吸附Cu²⁺的影响,分析了吸附行为及其动力学特性,并对其吸附机理做出了初步探讨。结果表明：在本实验研究范围内,30wt.% PAM含量的PVA-PAM IPN水凝胶在pH=5时对Cu²⁺的吸附效果最佳;在一定温度范围内,PVA-PAM IPN水凝胶对Cu²⁺的平衡吸附量随温度升高而增大;吸附行为符合准一级和准二级动力学方程,扩散机制为颗粒内扩散和膜扩散双重作用。     

改性玉米秸秆对水体中Pb~（2＋）的吸附

对改性玉米秸秆对水体中重金属Pb2＋的吸附性能进行了研究.结果表明：在浓度≤30mg/L的Pb2＋的水体中,当改性秸秆的加入量为0.2g、pH值为6.0～8.0、温度为298K时,经过40min即可达到吸附平衡,且Pb2＋的吸附率为94.57%,吸附量为9.01mg/g.采用双常数方程拟合该吸附过程的动力学特征曲线,R2为0.867 7;其吸附等温线可用Langmuir和Temkin方程很好地拟合,其中Langmuir方程拟合得最好（R2为0.996 6）,最大饱和吸附量为9.12mg/g.     

一种新生物质吸附去除水体中直接大红

法国梧桐球果制备生物吸附剂,研究了其对水体中直接大红的吸附作用,研究结果表明法国梧桐球果能有效的吸附水体中的直接大红.通过不同影响因素下(pH、吸附剂量和温度)的吸附试验,确定了试验的最佳条件,并且得出了吸附平衡和动力学参数.25℃时吸附经7 h接近平衡,并且随着温度升高吸附接近平衡的时间明显缩短,35℃和45℃时分别为3 h和2 h.试验结果显示吸附过程符合一级和二级动力学吸附模型,二级吸附方程的数据拟合优于一级吸附方程,由动力学常数可求得吸附过程的表观活化能Ea=536.7 kJ/mol.吸附等温线的研究表明直接大红吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程,由Langmuir吸附等温方程可求得直接大红的最大吸附量为66.23 mg/g.     

聚乙烯亚胺改性磁性吸附剂对水中腐殖酸的吸附

制备了聚乙烯亚胺改性磁性吸附剂(Fe_3O_4@SiO_2-PEI),并将其用于吸附去除水中腐殖酸.通过TEM、XRD、VSM和FTIR等表征了Fe_3O_4@SiO_2-PEI的结构和表面特性,表征结果表明,聚乙烯亚胺成功的反应到磁性Fe_3O_4@SiO_2表面,并具有较好的超顺磁性.Fe_3O_4@SiO_2-PEI对水中HA具有良好的吸附性能,吸附量为57.26mg/g,吸附动力学可以很好的用拟二级动力学描述,随着pH的升高吸附量减小,阳离子对吸附有促进作用,不同离子的影响大小顺序为Ca2+Na+≧K+.     

氧化石墨/壳聚糖磁性复合吸附剂对活性艳红吸附性能研究

采用原位共沉淀法制备了氧化石墨/壳聚糖磁性复合吸附剂,研究了氧化石墨/壳聚糖磁性复合吸附剂对活性艳红的吸附行为,发现壳聚糖与氧化石墨的加入量为重量比在200:1时对活性艳红的吸附量最大.考察了氧化石墨/壳聚糖磁性复合吸附剂在不同pH值、不同时间下对活性艳红的吸附性能.实验结果表明,该吸附剂吸附活性艳红的最佳pH值为2,饱和吸附量为706mg/g,吸附速度快,对活性艳红的吸附在30min内达吸附平衡.吸附过程可用Langmuir吸附等温线描述,符合二级动力学方程.经10次吸附后,对活性艳红仍保留了初次吸附量的61%,具有一定的重复使用性.     

莠去津磁性分子印迹材料制备与吸附应用研究

以莠去津(atrazine)为模板分子,甲基丙烯酸(methyl acrylic acid,MAA)为功能单体,Fe3O4磁性纳米微球为载体,制备了具有特异性识别莠去津的磁性分子印迹聚合物。通过Langmuir等温吸附模型得莠去津分子印迹聚合物(atrazine-magnetic molecularly imprinted polymer,AT-MMIPs)最大吸附量为84.34mg/g;结合吸附动力学模型和吸附位点Scatchard方程对莠去津磁性分子印迹聚合物进行了吸附机理分析。对水库水样中存在的痕量莠去津进行了模拟检测分析,结果表明莠去津磁性分子印迹聚合物用于检测水样中残存的痕量莠去津是可行的。     

酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的吸附和催化氧化特性的研究

采用酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的吸附和催化氧化性能进行了研究.吸附试验结果表明：酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的吸附等温线符合Langmuir方程,该吸附是单分子层吸附;动力学实验结果表明,吸附过程更符合Lagergren准二级动力学方程,酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的吸附饱和吸附量约为146.37mg/g.pH对酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的吸附的影响较大,随着pH的增加,酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的吸附量增加;对于初始浓度为10mg/L,体积为100mL的含锰溶液,要达到最大去除效果,酸性水钠锰矿的最适投加量为15mg.氧化实验结果表明：在曝气的条件下,酸性水钠锰矿可以促进水中溶解氧对Mn（Ⅱ）的氧化,最大氧化量为46.79mg/g.pH对酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的氧化的影响较大,随着pH的增加,酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的氧化量增加,pH的最佳范围为9-10.     

Fe_3O_4@NiSiO_3磁性纳米粒子对刚果红的吸附性能研究

研究了Fe3O4@NiSiO3磁性纳米粒子对染料刚果红的吸附,吸附动力学结果表明磁性Fe3O4@NiSiO3吸附剂对染料刚果红的吸附等温线符合Freundlich模型,吸附过程符合拟二级动力学方程.吸附热力学结果表明反应是自发吸热过程,反应以物理吸附为主.     

Research on the friction and wear mechanism of Poly(vinyl alcohol)/hydroxylapatite composite hydrogel

Poly(vinyl alcohol)/Hydroxylapatite (PVA/HA) composite hydrogel was prepared with poly(vinyl alcohol) and hydroxylapatite as raw materials, using the method of repeated freezing and thawing. The morphologies of PVA/HA composite hydrogel were observed by means of high-accuracy 3D profiler and scanning electron microscope (SEM). The compressive elastic modulus and the stress relaxation characteristics of PVA/HA composite hydrogel were measured using the flat-head cylinder indenter. The friction and wear tests between PVA/HA composite hydrogel and bovine knee articular cartilage were performed on the micro-tribometer. The worn morphologies of PVA/HA composite hydrogel were observed with environmental scanning electron microscope (ESEM). The results showed that PVA/HA composite hydrogel has the cross-link network microstructure which is similar to that of the natural bovine knee articular cartilages. With the increase of freezing-thawing cycles and the HA content, the degree of cross-link and the crystallization of PVA/HA composite hydrogel both increase, the elastic modulus increases evidently, the rate of stress relaxation is improved and the value of balance stress decreases. The friction coefficient decreases with the increase of the freezing-thawing cycles and the HA content. The more the freezing-thawing cycles are, the earlier the friction coefficient reaches the stable balance value. The friction deformation depth between PVA/HA composite hydrogel and bovine knee articular cartilage is inversely proportional to freezing-thawing cycles and the HA content. The main wear mechanisms of PVA/HA composite hydrogel are plastic flowing and adhesive flaking. The wear severity degree decreases with the increase of freezing-thawing cycles and the HA content. Supported by Key Program of the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50535050), Program for New Century Excellent Talents in University (Grant No. NCET-06-0479) and Natural Science Foundation of Jiangsu Province (Grant No. BK2005403)     

基于壳聚糖的磁性吸附水凝胶微球的制备与表征

通过原位共沉淀法制备了含有Fe₃O₄纳米粒子的埃洛石纳米管（HNTs）/壳聚糖（CS）磁性复合水凝胶微球,并对产物的形貌和结构进行了表征。引入纳米Fe₃O₄后,Fe₃O₄@HNTs/CS微球成型快且球形度好,在溶液中可通过磁场快速分离。扫描电子显微镜表明Fe₃O₄@HNTs/CS微球具有三维多孔结构。以亚甲基蓝（MB）、刚果红（CR）为模型染料,研究了Fe₃O₄@HNTs/CS对带有不同电荷的离子型染料的吸附性能。结果表明Fe₃O₄@HNTs/CS可吸附MB、CR染料分子。Fe₃O₄@HNTs/CS对CR染料的脱色率可达98%;当HNTs含量为CS质量的40%时,MB脱色率是不含HNTs微球的12倍。研究结果表明:吸附机理主要基于微球和染料分子的静电相互作用;Fe₃O₄@HNTs/CS内部电荷分布独特,能吸附阴离子染料和阳离子染料,磁性则使其更易分离回收。     

氧化石墨烯/纤维素/氧化锌水凝胶的制备 及其吸附-光催化性能

采用水热法制备环境友好型氧化石墨烯/纤维素/氧化锌水凝胶复合材料, 研究了该复合材料对亚甲基蓝 (methylene blue, MB) 的吸附-光催化降解性能。利用扫描电子显微镜、X 射线衍射等对复合水凝胶材料进行结构表 征。结果表明, 氧化石墨烯的引入抑制了氧化锌的团聚, 同时与纤维素结合增大了表面积, 有助于固定光催化剂以 及能够与污染物更好地结合。水凝胶独特的多孔结构具有很好的吸附效果, 将其作为光催化剂, 经500 W 氙灯照射 300 min 基本可将MB 分子完全降解。经过5 次循环使用后水凝胶的形状与第1 次使用时外观形状基本相同, 同时 催化效率也没有明显降低。因此, 制备的石墨烯/纤维素/氧化锌可作为一种环保、稳定、易回收的光催化剂和吸附 剂用于去除MB, 该水凝胶在块状催化剂降解染料废水中具有广阔的应用前景。     

Preparation and Evaluation of an Injectable Chitosan-Hyaluronic Acid hydrogel for Peripheral Nerve Regeneration

The aim of this study was to obtain the fillers in the lumen of hollow nerve conduits(NCs) to improve the microenvironment of nerve regeneration. A p H-induced injectable chitosan(CS)-hyaluronic acid(HA) hydrogel for nerve growth factor(NGF) sustained release was developed. Its properties were characterized by gelation time, FT-IR, SEM, in vitro swelling and degradation. Furthermore, the in vitro NGF release profiles and cell biocompatibility were also investigated. The experimental results show that the CS-HA aqueous solution can undergo a rapid gelation 3 minutes after its environmental p H is changed to 7.4. The CSHA hydrogel has interconnected channels with a controllable pore diameter and with a porosity of about 80%. It has a favorable swelling behavior and can be degraded by about 70% within 8 weeks in vitro and is suitable for NGF release. The CS-HA/NGF hydrogel exhibits a lower cytotoxicity and is in favor of the adhesion and proliferation of the BMMSCs cells. It is indicated that the CS-HA/NGF will be a promising candidate for neural tissue engineering.     

不同分子量胡敏酸对蒙脱石吸附镉的影响及作用机制

工业活动和农业活动导致土壤镉污染日益加剧,蒙脱石和胡敏酸（humic acid,HA）作为土壤胶体中重要的功能组成部分,对镉具有良好的吸附性能。本文以胡敏酸为研究对象,通过切向流超滤对胡敏酸进行了四种分子量分级（<10k Da, HA1; 10k~50k Da, HA2; 50k~100k Da, HA3; >100k Da, HA4）,结合傅里叶变换红外光谱分析（FTIR）、元素测定、官能团滴定、E4/E6等表征分析,研究不同分子量胡敏酸对蒙脱石吸附镉的影响及作用机制。研究结果表明：随着胡敏酸分子量的增加,胡敏酸所含的羟基和羧基量减少而酚羟基和甲基的含量增加,芳香度变大,疏水性增强,pH值逐渐增大。三元体系中蒙脱石吸附的镉和胡敏酸的含量随着胡敏酸分子量的增大而增加。镉的初始浓度为50 mg/L时,HA、HA1、HA2、HA3、HA4与蒙脱石的复合体系对镉的吸附量分别为1.99,2.11,2.46,4.12,4.88 mg/g;各分子量胡敏酸作用下体系吸附的镉均以可还原态为主。胡敏酸分子量越小,越容易竞争吸附蒙脱石表面已结合的镉,并由于其强亲水性会将吸附的镉带入溶液中,使体系吸附的镉含量减少;随着胡敏酸分子量的增大,其与蒙脱石表面的竞争吸附作用减小,且此时胡敏酸进入蒙脱石层间的难度增大,在疏水作用下,吸附了镉的大分子胡敏酸会覆盖在蒙脱石表面,从而增加体系对镉的吸附量。     

改性纤维素增强丙烯酰胺水凝胶的合成与拉伸性能研究

采用水媒法制备了低取代度羧甲基纤维素,并用接枝聚合法制备了改性纤维素/丙烯酰胺水凝胶,考察了单体质量比、取代度等对水凝胶拉伸性能的影响.结果表明:对于接枝聚合反应,采用低取代度羧甲基纤维素可以提高纤维素的有效用量;当交联剂用量为180 mg/L、引发剂1 300 mg/L、低取代度羧甲基纤维素和丙烯酰胺质量比在1∶4 ～ 1∶4.5之间、单体质量分数为30%时,合成水凝胶的拉伸强度达到0.28 MPa;在此基础上,适量添加15%的淀粉可使水凝胶拉伸强度达到0.47 MPa;添加1%二氧化钛可使水凝胶拉伸强度达到0.38 MPa.     

Enhancing the formation of starch-based hybrid hydrogel by incorporating carboxyl groups into starch chains

A novel starch-based hybrid hydrogel was formed by physical and mild steps. Firstly, aqueous solution of a mixture of starch maleic half-ester (SM) and poly(vinyl alcohol) (PVA) was subjected to freezing-thawing cycles to generate a physical functional SM/PVA hydrogel. Subsequently, the SM/PVA/HA hybrid hydrogel was obtained through the alternate soaking process. The structure and morphology of the hydrogels were examined with Fourier transform infrared spectra (FTIR), X-ray diffraction (XRD) analysis, thermogravimetric analysis (TGA) and scanning electron microscopy (SEM). It was found that the existence of carboxylic groups on SM chains not only enabled SM/PVA hydrogel to be pH-sensitive, but also enhanced the formation of hydroxyapatite in the hydrogel via chelating calcium ions onto the matrix.     

壳聚糖／明胶磁性微球的反相悬浮乳液包埋法制备研究

在油包水（W／O）体系中,采用反相悬浮乳液包埋法,以戊二醛为交联剂,实现了壳聚糖和明胶（Gs／Gel）微球对Fe304磁性粒子的包裹．其制备的磁性微球粒径在3～8μm范围,分散性和磁响应性良好;磁性微球可较好地吸附BSA和亲和层析兔抗β-CNIgG,对后者的吸附率在48h稳定后可达到42．75％,为实验室制备高质量免疫磁性微球奠定了基础．