聚(N-异丙基丙烯酰胺-共聚-烯丙基硫脲)智能微凝胶的制备及其Hg2+响应性能的研究

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和烯丙基硫脲(ATU)为共聚单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,2,2′-偶氮二(2-甲基丙基咪)二盐酸盐(V50)为引发剂,通过沉淀聚合法制备了一种可用于Hg²⁺检测与去除的聚(N-异丙基丙烯酰胺-共聚-烯丙基硫脲)(PNA)智能微凝胶。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)和扫描电镜(SEM)对微凝胶进行了化学成分和形貌表征。利用动态光散射纳米粒度分析仪(DLS)对微凝胶的粒径分布及温度响应性进行了研究。探究了干扰离子、pH和温度对微凝胶Hg²⁺响应性能的影响。利用原子吸收光谱仪(AAS)探究了PNA微凝胶对Hg²⁺的吸附去除效果。结果显示,PNA微凝胶具有良好的温敏性以及对Hg²⁺的特异响应性,响应Hg²⁺后引起的收缩比(RD)随着ATU单体比例的增加而减小,并确定了最佳检测温度为30℃。随着Hg²⁺浓度的增加,RD值逐渐减小,根据Hg²⁺浓度与RD...     

L-半胱氨酸和聚吡咯功能化磁性高岭土对水中Hg2+的吸附

为提高高岭土对水中Hg²⁺的吸附能力并改善其团聚性能,采用一种安全、高效、绿色的方法合成了L-半胱氨酸和聚吡咯双功能化的磁性高岭土(m@Kaolin-LC/Ppy)。通过扫描电镜、傅里叶红外、X射线衍射仪、比表面积分析仪和磁强计等对吸附剂进行表征,分析了m@Kaolin-LC/Ppy合成前后的各项参数,同时研究了不同pH和反应温度下对水中Hg²⁺的去除情况。结果表明：m@Kaolin-LC/Ppy在pH=7和投加量为0.05 g/L的条件下取得最佳吸附量372.5 mg/g,对Hg²⁺的去除过程符合准二级动力学和Langmuir等温吸附,并以化学吸附为主。m@Kaolin-LC/Ppy具有较好的重复使用性、良好的分散能力和化学稳定性,吸附后易于从水中分离出来。     

燃煤飞灰合成磁性沸石对脱硫废水中Hg2+吸附性能

煤燃烧是全球最主要的人为汞排放源,燃煤电厂含汞脱硫废水大量排放对人类健康和生态环境造成严重威胁,亟需开发高效、经济的脱硫废水汞离子脱除技术。对燃煤副产物飞灰进行活化后提取铝硅矿物,并利用飞灰中的铁质矿物制备了磁性沸石汞吸附剂,解决吸附剂吸附汞后难以从废水中分离,造成汞二次释放问题。采用BET、XRD、TEM等表征手段对合成的磁性沸石进行表征分析,系统研究了固液比、溶液初始pH、振荡时间等参数对磁性沸石汞离子吸附性能的影响,对磁性沸石吸附汞离子过程进行动力学研究,结果表明合成的磁性沸石为球形核壳结构,磁核被沸石均匀包裹,磁性沸石的比表面积为4.46 m²/g,最可几孔径为18.25 nm,属于介孔范围,磁性沸石表现出磁化滞后,其矫顽力约10 000 A/m,可通过外加磁场从脱硫废水中分离。试验最佳吸附条件为固液比5 g/L、最佳初始pH为5、振荡时间90 min,在此条件下Hg²⁺脱除率达92%。动力学研究结果表明,准一级动力学模型能较准确描述Hg²⁺吸附量随时间的变化,拟合的平衡吸附容量为23.24 mg/g,优于商业活...     

二乙烯三胺基木质素吸附Cu2+、Ni2+的性能研究

以木质素与二乙烯三胺原料,通过环氧氯丙烷交联,制得一种新型金属离子吸附剂二乙烯三胺基木质素,通过吸附实验考察了pH、吸附时间及重金属离子浓度对其吸附Cu2+、Ni2+的影响。在pH=5,温度25℃的条件下,二乙烯三胺基木质素对Cu2+、Ni2+的饱和吸附量为44.84mg/g、34.13 mg/g,吸附符合二级动力学吸附方程,吸附过程比较符合Langmuir型等温吸附曲线。     

MnO2-CeO2/FA-PG催化剂脱除Hg0的性能及再生研究

研究了粉煤灰(FA)-凹凸棒石(PG)负载MnO₂-CeO₂催化剂(MnO₂-CeO₂/FA-PG)的制备及其用于脱除模拟烟气(N₂+5%(体积分数,下同)O₂+0.15%SO₂+0.05%NO+5%H₂O)中的Hg⁰的性能以及脱除Hg⁰后MnO₂-CeO₂/FA-PG催化剂的再生。考察了MnO₂-CeO₂负载、制备温度、反应温度、空速、SO₂体积分数及催化剂再生方法对MnO₂-CeO₂/FA-PG催化剂脱除Hg⁰的影响,探讨了Hg⁰在Mn8-Ce0.5/FA-PG催化剂上的脱除过程。结果表明：350℃煅烧温度下制备的Mn8-Ce0.5/FA-PG催化剂脱除Hg^0<...     

快速响应智能水凝胶的研究进展

能响应外界刺激的智能水凝胶由于其特有的响应性,具有广泛的应用前景。做为药物控制释放载体的智能水凝胶,通常由于差的机械性能和慢的响应速度限制了它的实际应用。近年来,许多研究工作者围绕提高智能水凝胶的响应速度作出了大量的工作。综述了近年来提高智能水凝胶响应速度的研究进展。     

2-巯基乙胺螯合凝胶的制备及其除汞性能的研究

以PAM凝胶、甲醛、2-巯基乙胺为原料,按照Mannich反应机理制备部分接枝螯合凝胶,考察了螯合凝胶合成及从含汞废水中除汞的最佳条件。结果表明,对含汞8.0 mg/L的模拟废水,按30 g/L的投加量(固液比1∶33),在pH为6,温度40℃,反应1.5 h的条件下进行处理后,接枝凝胶可去除99.6%的汞,除汞效果明显,一次处理后的水含汞0.032 mg/L,可达到国家排放标准。因此,螯合凝胶可用于低浓度含汞废水的处理。     

聚丙烯酸基水凝胶的制备及对Sr2+的吸附性能研究

以丙烯酸、氧化石墨烯和二苯并-18冠醚-6为原料,制备了三维多层水凝胶复合材料。利用SEM和FT-IR对复合材料进行了表征,并对核废水中的Sr2+进行吸附研究。实验考察了pH、接触时间和初始离子浓度对吸附性能的影响。采用Langmuir和Freundlich等温模型,拟一级和拟二级动力学模型对吸附数据进行了拟合。结果表明,该样品含有丰富的-COOH基团和三维多层结构,表现出非常快的吸附动力学,最大吸附量和吸附率分别为292.2 mg/g88.72%。     

表面改性SiO2气凝胶对含Cr3+废水的吸附性能研究

以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,通过酸(草酸)-碱(氨水)两步催化,采用溶胶-凝胶法常压干燥制备了改性SiO2气凝胶,并用其处理含Cr3+废水,考察了改性剂种类、气凝胶用量、吸附时间、pH对吸附率的影响。结果表明:利用V(HMDZ)∶V(正己烷)为1∶15的改性气凝胶,当pH为6.0、吸附时间为20 h时,吸附率最高,达到99%,能有效处理含Cr3+废水。     

快速响应智能水凝胶的最新研究进展

由于智能水凝胶能对外界条件的刺激产生应答而具有广泛的应用前景,但差的机械性能和慢的响应速度限制了它的实际应用。综述了近年来提高智能水凝胶响应速度的技术方法,最后对智能水凝胶的研究提出了目前存在的问题和发展趋势。     

具有快速响应特性的环境响应型智能水凝胶的研究进展

环境响应智能水凝胶应用于化学传感器、化学微阀、人造肌肉、药物控释载体、物质分离等领域时常常需要快速响应特性,提高智能水凝胶的响应速率成为了智能水凝胶研究领域的重要课题之一。本文主要综述了具有快速响应特性的环境响应智能水凝胶的构建策略与方法,重点介绍了3类具有不同结构的快速响应型智能水凝胶,即具有多孔结构的快速响应智能水凝胶、具有梳状结构的快速响应智能水凝胶以及具有微球复合结构的快速响应智能水凝胶。     

甲壳素/海藻酸钙凝胶球的制备及其对Cu2+的吸附性能研究

采用机械活化法协同FeCl₃预处理甲壳素,然后将其溶解在NaOH/尿素溶液中,再与海藻酸钠溶液共混,逐滴加入到CaCl₂溶液中,制备出甲壳素/海藻酸钙凝胶球(CCAGB),作为吸附剂吸附Cu²⁺。利用FT-IR、XPS和SEM对凝胶球进行表征,探究溶液初始pH、质量浓度等对吸附性能的影响。结果表明,甲壳素和海藻酸钠最佳质量比为1∶5时,CCAGB的结构稳定且具有蜂窝状的孔结构;在温度为30℃、转速为150 r/min、pH为6.0和吸附平衡时间为10 h的条件下,CCAGB对Cu²⁺的最大吸附量为169.49 mg/g,其吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型。     

新型凝胶因子的凝胶性能及离子响应研究

以不同长度烷烃取代靛红和联苯胺为底物合成了新型凝胶因子,通过FT-IR、NMR等表征方法对凝胶因子的结构进行了分析,研究了产物DICB-n(n=10、12、16)在不同有机溶剂中的凝胶性能。结果表明,DICB-10、DICB-12可在二甲基亚砜(DMSO)中形成稳定凝胶,产物凝胶性能优良;产物DICB-10对钴离子可产生特异性响应。通过刺激响应性质测试实验可知,凝胶作为一种软物质对机械力和热可产生结构上的变化,在智能材料领域具有潜在的应用前景。     

交联壳聚糖对废水中Cu2+的吸附性能

以壳聚糖为原料制备交联壳聚糖吸附剂,并将其用于吸附废水中的Cu2+,考察了交联剂的用量、溶液中Cu2+初始浓度、pH、温度和时间等对交联壳聚糖吸附性能的影响。结果表明,壳聚糖与交联剂的用量比为m(壳聚糖)∶V(甲醛)∶V(戊二醛)=1.5g∶6mL∶4.5mL、溶液pH为6,溶液中Cu2+初始浓度为5mmol/L时吸附效果最佳,且吸附量随着温度升高而增加,吸附表现为吸热过程。     

三聚硫氰酸三钠盐对水溶液中Cd2+、Hg2+的吸附研究

使用三聚硫氰酸三钠盐(TMT)作吸附剂,对Cd²⁺、Hg²⁺水溶液(浓度100 mg/L)进行吸附处理。研究了溶液p H值、温度、TMT用量以及吸附时间对重金属离子去除率的影响,得到了吸附Cd²⁺、Hg²⁺的最佳吸附条件,并采用能谱仪对其沉淀物进行了分析表征。结果表明:吸附剂的使用量为60 mg,p H值为7,吸附时间为5 h时,吸附效果最佳。当吸附温度为30℃时,Cd²⁺的去除率达到98.88%。吸附温度为20℃时,Hg²⁺的去除率达到97.44%。     

改性火山岩颗粒吸附处理含Cu2+和Zn2+重金属废水影响因素研究

以改性火山岩颗粒作为吸附材料,处理含Cu2+和Zn2+重金属废水,探讨了pH、温度、改性火山岩投加量、吸附时间对吸附性能的影响。结果表明,当pH在3～6之间时,随着pH的增大,改性火山岩颗粒对Cu2+和Zn2+去除率显著提高,当pH大于6后,改性火山岩颗粒对Cu2+和Zn2+去除率增速变缓,并伴有沉淀出现;温度的影响表明:随温度升高改性火山岩颗粒对Cu2+和Zn2+去除效率升高,分析认为该过程是吸热反应,且为自发过程;对Cu2+吸附去除,改性火山岩颗粒最佳投加为10 g/L,对Zn2+吸附去除,改性火山岩最佳投加量为6 g/L;改性火山岩颗粒对Cu2+和Zn2+吸附去除过程属于快吸附过程,饱和吸附时间为8 h。     

改性白兰树叶吸附Cu2+性能研究

选取白兰树叶作为原材料,用氢氧化钠和甲醛溶液分别对白兰树叶进行改性,探究温度、pH值、铜离子初始浓度、吸附时间以及吸附剂投加量对于改性白兰树叶吸附铜离子性能的影响。并使用吸附等温模型以及吸附动力学模型进行吸附性能的模型拟合。实验结果表明,氢氧化钠、甲醛改性白兰树叶对铜离子的吸附效率相较于改性前分别可提升37%～100%。两种改性白兰树叶的吸附过程都符合Langmuir和Freundlich等温模型,同时吸附反应过程符合准二级吸附动力学模型。因而,改性白兰树叶的吸附是以化学吸附为主的单分子层吸附与非均质表面吸附过程。     

共价有机框架材料对Cu2+的荧光检测

通过溶剂热法将两个有机小分子合成了β-烯酮连接的共价有机框架材料,利用粉末X射线衍射、固体核磁和软件模拟等手段表征了其晶型结构,研究了该材料对金属离子的荧光传感。结果表明,铜离子能够被该材料特异性的识别,使其荧光被淬灭。同时,该材料应用于荧光检测铜离子循环3次实验,其响应能力没有明显的降低,表现出优异的识别和移除能力特性。利用主客体相互作用使荧光淬灭的方法,对水中重金属离子污染物的检测起到重要作用。     

智能微流控检测芯片的构建及其Pb2+检测性能

通过将具有Pb²⁺响应性的聚（N-异丙基丙烯酰胺-共聚-苯并-18冠-6丙烯酰胺）智能微凝胶与H型微通道相结合,构建了一种能便捷、灵敏、可视化检测水溶液中Pb²⁺浓度的新型智能Pb²⁺检测微流控芯片。该微流控检测芯片主要由软光刻技术构建,并结合紫外光照聚合在H型微通道中原位构建智能微凝胶。基于该微凝胶的Pb²⁺响应性体积相变和H型微通道中的流体流动,该微流控检测芯片能将Pb²⁺浓度信号有效转换为易于检测读取的、可视化的H型微通道中指示液覆盖的指示柱数目的变化信号。通过光学显微镜便捷观察测量指示液覆盖的指示柱数目的变化,实现了对水溶液中痕量Pb²⁺浓度的超灵敏定量检测。该微流控检测芯片为水环境中的痕量Pb²⁺浓度的便捷、灵敏、可视化检测提供了新策略。