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。     

紫外光诱导接枝共聚制备离子识别性聚丙烯微孔膜

以聚丙烯微孔膜(MPPM)为支撑,采用物理包埋和紫外光诱导共价键合组合法固定光引发剂,再通过紫外光诱导接枝共聚制得离子印迹复合膜。考察了制备条件对离子印迹聚合物接枝量的影响,并用扫描电子显微镜(SEM)-能量色散X射线光谱仪(EDX)对复合膜表面及截面离子印迹聚合物的分布进行了分析。静态水接触角和纯水通量实验结果显示,离子印迹复合膜具有良好的表面亲水性和渗透性,纯水通量可达(2 077±77)L/(m2.h)。再生性研究表明,离子印迹复合膜具有良好的再生性能,10次吸附-脱吸附循环后,膜对Pb(Ⅱ)的吸附量和选择性系数分别能维持在90%和80%以上。     

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。     

D-色氨酸印迹中空纤维复合膜制备及其性能

以聚砜（PSF）中空纤维超滤膜为基膜，采用表面紫外光聚合方法制备了D-色氨酸印迹中空纤维复合膜(CMIHFCM)。由SEM分析表明经过表面聚合后的D-色氨酸印迹中空纤维复合膜表面具有层叠交联状复合层，其厚度约3 μm。实验结果表明D-色氨酸印迹中空纤维复合膜对模板分子D-色氨酸具有很好的识别作用，D,L-色氨酸的分离因子（α）最高可以达到5.0，大于非分子印迹复合膜的识别选择性。此外，引发剂的用量对D-色氨酸印迹中空纤维复合膜的识别性能有较大影响；当引发剂的浓度为1.0％，制得的D-色氨酸印迹中空纤维复合膜对D-色氨酸具有较好的识别性能，具有良好的应用前景。     

二苯并噻吩分子印迹复合膜的脱硫

以聚丙烯膜为基膜,经多巴胺氧化和硅烷化处理后,以表面印迹法制备二苯并噻吩分子印迹复合膜.以红外光谱及扫描电镜对复合膜进行结构表征,以静态吸附脱硫实验进行脱硫性能表征,结合自制的吸附-解吸耦合脱硫装置进行实验.红外光谱与扫描电镜显示实验制得的复合膜印迹效果良好.静态吸附结果表明,表面聚合比溶液聚合平衡吸附量增加了66％,...     

纳米TiO2增强阴离子导电膜中碱性离子液体的稳定性研究

首先，以N-甲基吡咯烷为原料，通过两步法合成碱性甲基吡咯烷离子液体（[DMPy]OH）。然后，通过物理掺杂方式在聚乙烯醇（PVA）膜基质中引入[DMPy]OH碱性离子液体和纳米二氧化钛（TiO2），最后引入戊二醛（GA）交联PVA，制得PVA-[DMPy][OH]-TiO2复合膜。利用纳米二氧化钛（Nano-TiO2）表面分布的未配位饱和的Ti4+、O2-与[DMPy]OH中阴阳离子间的自组装效应，以及戊二醛（GA）交联PVA形成半互穿结构来降低膜内碱性离子液体的流失率，增加膜内“阳离子活性点位”数量，加快OH-的迁移速率，提高电导率。借助X射线衍射(XRD)和Mapping测试证实了Nano-TiO2和[DMPy]OH间自组装作用的存在，同时对复合膜的机械性能、热稳定性能、电导率、耐碱性等指标进行测试。结果表明，该系列复合膜，形貌平整、均一；当离子液体添加量为25wt%，Nano-TiO2添加量为1wt%时，80℃下PVA-[DMPy][OH]-TiO2复合膜的电导率为2.78×10-3 S.cm-1，室温下浸渍于水中12h后，离子液体流失率为23.2%；与未添加Nano-TiO2的PVA-[DMPy][OH]膜相比，电导率提高了19.4%，离子液体流失率降幅约为34.3%；室温下，3M KOH中耐碱性测试120h后，电导率和初始值相比并无明显变化，表现出优异的耐碱稳定性。热稳定性测试结果表明，该膜分解温度高于200℃，具有良好的热稳定性。     

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。     

手性分子识别中空纤维复合膜制备及其性能的研究

以聚砜(PSF)中空纤维超滤膜为基膜,采用表面热聚合方法制备了L-DBTA印迹中空纤维复合膜.由SEM分析表明经过表面聚合后的L-DBTA印迹中空纤维复合膜表面具有层叠交联状复合层,其厚度约3 μm.复合层表面与层内具有许多"空穴",其直径在200 nm以下.实验结果表明L-DBTA印迹中空纤维复合膜对模板分子L-DBTA具有很好的识别作用,对L,D-DBTA的分离因子α可达2.7,而非分子印迹复合膜对L-DBTA的识别选择性不明显.此外,当引发剂的浓度为4.0%,60℃表面热聚合48 h制得的L-DBTA印迹中空纤维复合膜对L-DBTA具有较好的识别性能,具有良好的应用前景.     

铜滤膜基环丙沙星分子印迹复合膜的制备、吸附性能及表面增强拉曼散射活性研究

为实现环丙沙星的快速识别，制备了可以选择性吸附环丙沙星的具有表面增强拉曼活性的铜滤膜基分子印迹复合膜。以环丙沙星为模板分子，铜滤膜为基膜，甲基丙烯酸为功能单体，乙二醇二甲基丙酸酯为交联剂，偶氮二异丁腈为引发剂，甲醇、二氯甲烷的混合溶剂为反应溶剂和致孔剂，通过自由基聚合制备了分子印迹复合膜。红外光谱表征膜的结构，显微镜表征膜的形貌。对膜的吸附性能和表面增强拉曼散射活性进行了系统研究。复合膜为一层白色、连续、均匀的薄膜，表面光滑无裂纹。120 min左右膜对环丙沙星的吸附达到平衡，最大吸附量为8.11μg/cm²,至少可以重复使用6次，印迹因子为4.0。膜具有表面增强拉曼散射活性，对环丙沙星检测的最低浓度为1.00×10^-8 mol/L。     

AuCl_4~-印迹材料的制备及其吸附性能研究

以聚砜膜为基体膜,化学接枝功能大分子聚乙烯亚胺(PEI),制得了功能接枝材料CMPSF-g-PEI;以AuCl_4~-为模板离子,环氧氯丙烷为交联剂,对氯甲基聚砜膜表面的PEI进行交联,同时实现了对AuCl_4~-的印迹,制得了AuCl_4~-离子印迹材料CMPSF-g-IIPPEI,并探讨了对模板AuCl_4~-的结合性能和识别选择性。研究结果表明,CMPSF-g-IIPPEI对AuCl_4~-有很强的结合亲合性与识别选择性。CMPSF-g-IIPPEI对氯金酸的吸附量可达36.45 mg/g,相对于Cu~(2+),印迹材料对AuCl_4~-的选择性系数为31.81。同时,CMPSF-g-IIPPEI还具有优良的重复使用性能。     

球形离子筛吸附剂的制备及其锂吸附性能评价

利用琼脂糖溶液的溶胶凝胶性质,通过锐孔凝固浴法,对实验室合成的Li₄Mn₅O₁₂粉体进行成型,制备了粒径2～3 mm的球形颗粒,对球形颗粒进行交联后,用1 mol·L^-1的盐酸对球形颗粒进行酸洗脱锂,最终制得球形锂离子筛吸附剂。考察球形吸附剂制备和交联的影响因素,结果表明：5%的琼脂糖浓度和90 ℃的温度为最佳制备条件,2 ml·g^-1的交联剂用量和6 h的交联时间为最佳交联条件。对球形离子筛吸附剂进行静态评价实验,结果表明锂吸附容量为4.25 mmol·g^-1,吸附速率为1.77×10^-5 s^-1,成型后离子筛吸附量是离子筛粉末的75.6%,吸附速率较粉体（3.29×10^-4 s^-1）下降一个数量级。Li⁺平衡吸附容量随平衡pH值的升高而增加,在pH>12时吸附容量高达5.5 mmol·g^-1。共存离子选择性实验表明,交联球形离子筛吸附剂对Li⁺具有高选择性,成型后离子筛可以用于盐湖卤水或者海水提锂。     

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。     

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。     

PVC-MnO2锂离子筛膜制备与提锂性能研究

锰系锂离子筛具有Li⁺选择性高、吸附容量大和成本低等优点,是最具应用前景的锂吸附材料之一。但由于合成的离子筛为超细粉末,给连续吸附操作带来许多困难,无法直接工业应用。针对此问题,研究了不同成膜条件,制备锂离子筛复合膜,并比较了不同膜材料的结构与吸附性能。采用聚氯乙烯(PVC)为成膜材料,N, N-二甲基乙酰胺(DMAC)作为溶剂,相转化法制备锂离子筛复合膜,研究了制膜条件、铸膜液浓度、Li₄Mn₅O₁₂含量、膜厚以及成孔剂含量对膜结构及吸附性能影响。确定了较佳的PVC制膜条件：PVC浓度19.05%,Li₄Mn₅O₁₂含量63.83%,PEG含量2.32%;涂膜厚度0.3 mm,涂膜速度30 mm·s^-1。将所制得膜进行力学性能测试和多次吸附-脱附实验,发现膜具有良好的机械强度和循环稳定性。     

微孔聚丙烯膜表面壳聚糖季铵盐的共价修饰及其抗菌性能

为了赋予微孔聚丙烯膜（MPPM）抗菌能力,增强其抗污染性能,本文通过丙烯酸的光引发接枝聚合、壳聚糖与聚丙烯酸的酰胺化反应、壳聚糖胺基与2,3-环氧丙基三甲基氯化铵的开环加成,成功地在MPPM膜表面通过共价修饰技术构建了壳聚糖季铵盐修饰层。构建过程通过FTIR、XPS和荧光素二钠盐染色分析得到了证实。静态水接触角和吸水量实验结果表明,制得的修饰膜具有优异的表面润湿性和吸水性,吸水量可达11.23mg/cm²,为未修饰MPPM的1123倍。以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为代表,采用平板活菌计数法考察了修饰膜的抗菌性能和抗菌稳定性。研究结果表明,修饰膜具有良好的抗菌活性,对大肠杆菌的抗菌率可达98%,对金黄色葡萄球菌的抗菌率可达100%,且抗菌效果稳定,在水处理领域具有潜在的应用前景。     

膜法电容去离子技术用于水溶液中单/多价阴离子的分离

将电容去离子技术（CDI）与单价阴离子选择性交换膜结合构建新型膜法电容去离子膜堆（PSMCDI）,并探索其在单/多价阴离子分离中的应用。采用自制的测试装置,以Cl^-/SO₄^2-水溶液为模拟体系,并选择现有的两种商业化单价阴离子选择性交换膜（ASV和ACS）作为膜元件,系统地研究了各参数（PSMCDI种类、阴离子组成和浓度、pH、操作时间、电压和流速）对单价离子选择性的影响。结果表明,总阴离子去除量随着阴离子浓度的增加而增加,但是对于单价离子（Cl^-）选择性降低。随着操作时间的增加,单价离子（Cl^-）选择性也降低。对于ASV膜,在1.2 V的直流电压、10 min吸附时间和30 ml·min^-1进料流速的条件下得到1.6的单价阴离子去除选择性。同时,在相同条件下,ACS膜的单价阴离子去除选择性为1.4。     

凹凸棒石及其表面离子印迹聚合物对水溶液中Sr(Ⅱ)的吸附机制

以Sr(Ⅱ)为模板,壳聚糖为功能体,凹凸棒石为载体,γ-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷为偶联剂,利用表面分子印迹技术和溶胶-凝胶法制备了凹凸棒石表面离子印迹聚合物.采用扫描电子显微镜、Fourier变换红外光谱对凹凸棒石及其表面离子印迹聚合物进行了表征,运用等离子体发射光谱技术探讨了pH值、吸附剂用量、静置时间对两者吸附行为的影响,考察了它们的饱和吸附容量和吸附效率,对比研究了凹凸棒石及其表面离子印迹聚合物对水溶液中SrⅡ)的吸附机制.结果表明:在最优化条件下,凹凸棒石表面离子印迹聚合物对水溶液中sr(Ⅱ)有良好的吸附性能,饱和吸附容量为凹凸棒石的3.71倍,凹凸棒石表面离子印迹聚合物对Sr(Ⅱ)的识别性为凹凸棒石的3.0倍以上,为进一步建立专属性核废物处理模型提供了依据.     

用于混合一价盐分离的纳滤膜的制备及性能研究

针对有机颜料废水中单价相似离子（例如CH₃COO^-和Cl^-）分离难的问题,以表面活化能与脱水现象协同作用的分离机制为指导,在界面聚合中加入3,5-二氨基苯甲酸（DMA）来调控孔径、电性等性质,制备对醋酸根和氯离子具有高选择性的复合纳滤膜。XPS结果表明DMA参与界面聚合反应,形成疏松选择层;Zeta电位表明膜表面负电性增强。通过pH、操作压力等条件优化,得出0.6%（质量） DMA-TFC膜性能最佳,水通量较未改性复合膜提高44%,对于醋酸钠与硫酸钠的分离比达到15.0。本工作为相似离子分离纳滤膜的设计与制备提供了理论和实践基础,在颜料废水等水处理、物料分离等领域展现了良好的应用前景。     

Cu(Ⅱ)印迹交联壳聚糖吸附剂的制备与选择性吸附的研究

采用Cu(Ⅱ)离子为印迹离子,以壳聚糖为原料,甲醛为预交联剂,环氧氯丙烷为交联剂,通过微波法制备出改性壳聚糖吸附剂。考察了合成过程中操作条件对吸附剂吸附性能的影响。结果表明,当壳聚糖质量分数为6%、17.4 m L甲醛、8.76 m L环氧氯丙烷、酸化t为10 h、θ为70℃时,所得Cu(Ⅱ)印迹交联壳聚糖吸附剂对Cu(Ⅱ)的吸附容量高达3.466 mmol/g;在混合金属离子溶液中,该吸附剂对Cu(Ⅱ)表现出较强的吸附选择性。     

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。