复合水凝胶SA/AAm-Lgs的制备及其对Fe3+的静/动态吸附

将木质素磺酸钠(Lgs)引入到以海藻酸钠(SA)和丙烯酰胺(AAm)为基体的溶液中,通过自由基聚合法制备得到多孔三维的复合水凝胶(SA/AAm-Lgs),使用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和力学性能测试仪等对其结构和性能进行分析,并将其应用于去除废水中的Fe³⁺。研究结果表明：实验成功制备了多孔三维网状结构的复合水凝胶SA/AAm-Lgs。当Lgs用量增加时,水凝胶的断裂伸长率和抗拉强度相应增加,溶胀性能也有一定程度提高。SA/AAm-Lgs(含Lgs 7 mg)静态吸附Fe³⁺的较佳工艺为：水凝胶用量0.5 g、温度25℃、Fe³⁺初始质量浓度2 g/L,该条件下水凝胶对Fe³⁺的吸附量可以达到143 mg/g,吸附性良好且具有循环使用性能。吸附动力学和吸附等温线模拟结果表明该水凝胶对Fe³⁺的吸附过程符合准二级动力学和Langmuir模型。此外,通过固定床工艺对Fe³⁺进行动态吸附实验证明了SA/AAm-Lgs具有良好的工业...     

壳聚糖/羧甲基纤维素/聚丙烯酸凝胶对含铅废水的吸附研究

以壳聚糖(CTS)、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为接枝底物，丙烯酸(AA)为功能单体，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂，过硫酸钾(KPS)为引发剂，采用自由基聚合法合成壳聚糖/羧甲基纤维素钠/聚丙烯酸(CTS/CMC/PAA)水凝胶。对制备的CTS/CMC/PAA水凝胶进行了FT-IR、SEM、XRD、Zeta电位分析和溶胀性能测试。研究了水凝胶在不同吸附时间、pH、重金属离子质量浓度、温度下对Pb²⁺吸附性能的影响，并根据吸附动力学、等温吸附模型结合Zeta电位初步探讨了该水凝胶的吸附机理。实验结果表明，在室温25℃、pH=5、Pb²⁺初始质量浓度100 mg/L、吸附时间为45 min的条件下，CTS/CMC/PAA水凝胶对溶液中Pb²⁺的吸附率和吸附容量分别达到95.22%和142.83 mg/g;CTS/CMC/PAA水凝胶对溶液中Pb²⁺的吸附过程为多层物理、多层化学吸附的混合过程。最后通过连续流实验可以看到CTS/CMC/PAA水凝胶在连续流中处理含Pb²⁺     

聚酰胺-胺/氧化石墨烯复合材料的制备及其性能表征

改性石墨通过接枝,合成了聚酰胺-胺(PAMAM)修饰的氧化石墨烯复合吸附材料(GO/PAMAMs)。考察了温度、pH、Pb⁽²⁺⁾浓度和吸附时间对GO/PAMAMs吸附Pb(2+)浓度和吸附时间对GO/PAMAMs吸附Pb⁽²⁺⁾效果的影响。结果表明,GO经PAMAMs修饰后,彼此间形成共价键连接;在25℃、pH为6,Pb(2+)效果的影响。结果表明,GO经PAMAMs修饰后,彼此间形成共价键连接;在25℃、pH为6,Pb⁽²⁺⁾浓度为500 mg/L,吸附时间为4 h时,GO/PAMAMs对Pb(2+)浓度为500 mg/L,吸附时间为4 h时,GO/PAMAMs对Pb⁽²⁺⁾的平衡吸附量达到337 mg/g。该吸附过程可以用Lagergren方程和Langmuir模型来描述,由化学反应控制,升温有利于吸附。     

丙烯酰胺-马来酸酐共聚合物膜及其对CO2、CH4吸附性能研究

通过自由基聚合制备了丙烯酰胺(AM)和马来酸酐(MA)共聚合物.粘度法测定了聚合物的相对分子量,元素分析法和FTIR等分析表征了共聚物的化学结构,此外研究了共聚合物对CO2和CH4的溶胀吸附性能.在本实验条件下,共聚物的相对分子量、共聚物中两种单体的摩尔数之比m/n、对CO2的平衡吸附量等随聚合过程中单体配比AM/MA的增加而增大;共聚合物的相对分子量在7～17万之间,共聚物中两种单体的摩尔数之比在5～30之间,对CO2的平衡吸附量在45～70mg(CO2)· (g(干膜)) -1之间;而共聚物对CH4的平衡吸附量仅为4mg(CH4)·( g(干膜))-1左右,且不随单体配比AM/MA的增加而变化,这表明丙烯酰胺和马来酸酐共聚合物作为CO2/CH4分离用膜材料,具有较好的CO2优先选择吸附性能.     

聚丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶制备及对亚甲基蓝吸附

以丙烯酸(AA)为原料,二丙烯酸酯(Pul DA)分散的氧化石墨烯(GO)纳米胶粒(GO-Pul DA)为增强剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,通过自由基共聚合制备了一系列结构均一的聚丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶(PAA/GO-Pul DA)。考察了BIS质量浓度、GO质量浓度以及溶液pH值对复合水凝胶力学性能、吸水性和亚甲基蓝(MB)吸附量的影响。结果表明,当GO质量浓度从0.1 g/L增加至1.0 g/L时,复合水凝胶拉伸强度从5.0 k Pa增加至10.4 k Pa,断裂伸长率高于100%,当GO的质量浓度为0.3 g/L时,复合水凝胶的断裂伸长率最高为151%;复合水凝胶表现出pH敏感的高吸湿性,pH从3.0增加至6.8时,平衡溶胀比(SRe)变化可达386 g/g,pH=6.8时最大SRe高达490 g/g。当溶液pH值从3.0增加至11.0时,PAA/GO-Pul D对MB的平衡吸附量(qe)可增加1 400~1 500 mg/g,pH=11.0时最大的qe高达1 789 mg/g。复合水凝胶对MB的吸附行为符合准一级动力学模型。5次吸附-解吸附循环后,相对于首次吸附,PAA/GO-Pul D对MB的吸附能力仍保持高达60%,解吸附效率高于90%。     

CMS/AMPS/AM水凝胶的制备及其对亚甲基蓝的吸附

采用水溶液聚合法制备出CMS/AMPS/AM水凝胶型吸附剂。采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪等对水凝胶的形貌、结构进行表征,并对水凝胶吸附阳离子染料亚甲基蓝(MB)的性能进行了研究。结果表明:CMS/AMPS/AM水凝胶对MB的吸附量随吸附时间、水凝胶加量和初始浓度增加先增加后逐渐达到平衡;吸附量随p H值的升高先增加后降低;共存离子浓度越高,吸附量越低。     

金属离子改性分子筛吸附水的Monte Carlo模拟

金属离子改性分子筛吸附脱水具有节能环保、吸附容量高、净化精度高等特点,受到广泛关注,但还缺乏平衡吸附量等基础数据。本文利用Materials Studio软件中Sorption模块进行落位计算得到合理的金属离子落位和分子筛构型,同时利用Reflex模块计算分子筛的XRD谱图,计算结果与国际分子筛协会（IZA-SC）的XRD标准谱图一致。采用蒙特卡罗法（Monte Carlo）的"COMPASS"力场对NaX、NaY和NaA 3种分子筛以及Ca²⁺、Fe³⁺、Mg²⁺和K⁺改性分子筛吸附水进行分子模拟。结果表明,水的吸附属于第Ⅰ型Langmuir吸附等温线。NaX、NaY和NaA分子筛对水的平衡吸附量分别为360.3mg/g、393.8mg/g和295.5mg/g,Mg²⁺取代的X型、Y型和A型分子筛对水的吸附能力增加幅度最大。MgX的平衡吸附量达472.6mg/g,较未改性时增加了112.3mg/g。本研究可为高效分子筛脱水吸附剂的筛选及其应用提供一定的理论依据和指导。     

羟乙基纤维素水凝胶的制备及吸附性能

以羟乙基纤维素(HEC)(作为水凝胶的骨架增强水凝胶的强度)和丙烯酸(AA)为原料,过氧化氢/维生素C混合溶液作为氧化还原引发剂,通过自由基聚合的方法制备HEC–AA水凝胶。通过傅里叶变换红外光谱对HEC–AA水凝胶的结构进行了表征,分析表明水凝胶内部存在氢键。通过扫描电子显微镜对HEC–AA水凝胶的微观结构进行研究,结果表明HEC–AA水凝胶内部形成了三维网状结构,其孔径尺寸随着HEC用量的增加而减小。通过对HEC–AA水凝胶的吸水和Cu²⁺吸附性能测试表明,当HEC用量为0.3 g时,HEC–AA水凝胶的吸水性能和对Cu²⁺吸附能力最好。对盐溶液敏感性的测试表明,HEC–AA水凝胶的吸水性能会随着盐溶液浓度的增加而降低。Cu²⁺的初始浓度和pH值对吸附性能影响的测试结果表明,当HEC用量为0.3 g,pH值为5,Cu2+初始浓度为100 mg/L时,水凝胶的吸附容量最大为82.3 mg/g。HEC–AA水凝胶在重金属吸附领域具有良好的应用前景。     

Na~+的引入对P(Am-co-SMA)水凝胶溶胀性及pH敏感性的影响

采用自由基聚合法分别制备丙烯酰胺(Am)、甲基丙烯酸(MA)含量不同的聚(Am-co-MA)[P(Amco-MA)]水凝胶,以及引入Na~+制备聚(Am-co-甲基丙烯酸钠)[P(Am-co-SMA)]水凝胶,并对这些水凝胶的溶胀性及pH敏感性进行研究。结果表明:P(Am-co-MA)水凝胶的溶胀性和pH敏感性较聚丙烯酰胺水凝胶高,而P(Am-co-SMA)水凝胶则表现出了更高的溶胀性和pH敏感性,且网孔出现塌陷结构。水凝胶的这些特殊性能使其有望应用于药物的缓控释放领域。     

N-异丙基丙烯酰胺/甲基丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶研究

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和甲基丙烯酸(MAA)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,在氧化石墨烯(GO)水溶液中进行自由基原位聚合,制备了聚N-异丙基丙烯酰胺/聚甲基丙烯酸/氧化石墨烯(PNIPAM/PMAA/GO)复合水凝胶,研究了GO的含量变化对复合水凝胶性能的影响。结果表明,GO的加入能明显提高水凝胶的力学性能,复合水凝胶的平衡溶胀比随着GO含量的增加而降低,并且也具有优异的pH敏感性。     

乙醇辅助氨基改性NCR-MCM-48分子筛的制备及其对Cr(VI)的吸附性能

以稻壳灰提纯出的硅胶为无机组装硅源,乙醇为辅助试剂,通过水热合成法制备了CR-MCM-48分子筛,并对其氨基改性接枝制备NCR-MCM-48介孔分子筛。实验探讨了硅钠比、晶化温度、晶化时间及乙醇含量对CR-MCM-48介孔结构和形貌的影响。通过X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、N₂吸附-脱附曲线和红外光谱(FT-IR)对合成材料进行了结构和形貌表征,并对NCR-MCM-48介孔材料吸附水溶液中Cr(VI)的性能进行了评价。结果表明,当物料摩尔比n(Si)∶n(CTAB)∶n(H₂O)∶n(NaOH)∶n(C₂H₅OH)=1.0∶0.65∶62∶0.625∶0.25,晶化温度为393 K,晶化时间为72 h,焙烧温度为823 K时,组装合成的CR-MCM-48介孔材料有序度最好。热力学分析结果表明,NCR-MCM-48对Cr(VI)的吸附是自发、吸热反应。在吸附温度为308 K、pH=2.0、吸附时间为150 min的条件下,NCR-MCM-48吸附剂对Cr(VI)的最大吸附容量为88.9 mg·g^-1。     

内嵌纳凝胶阴离子交换聚甲基丙烯酸羟乙酯复合晶胶分离苯乳酸研究

采用超声乳化聚合法制备了聚甲基丙烯酸丁酯纳凝胶,然后经结晶致孔法制备了内嵌纳凝胶的甲基丙烯酸羟乙酯纳晶胶,对其接枝功能单体N,N,N-三甲基乙烯基苯甲氯化铵,得到内嵌纳凝胶阴离子交换纳晶胶,用于从发酵液中分离苯乳酸。结果表明：所得纳晶胶具有良好的渗透性能和轴向分散性能,在流速为1 cm·min^-1时,不同配比纳晶胶对牛血清白蛋白的吸附容量为3.9~5.4 mg·ml^-1;将质量比为 8∶2（HEMA∶pBMA）的纳晶胶用于从转化液中分离苯乳酸,所得苯乳酸的纯度达89.24%,回收率93.74%,分离效果好,表明其在生物分离方面有良好的应用前景。     

Separation of phenyllactic acid from transformation broth by anion exchange poly(2-hydroxyethyl methacrylate) composite cryogel embedded with nanogels

Hydrophobic nanogels were synthesized by emulsion polymerization method under ultrasound using butyl methacrylate as the monomer. Then, anion exchange nano-cryogels embedded with the obtained nanogels were prepared by cryo-polymerization using poly(2-hydroxyethyl methacrylate) as the monomer, followed by a graft polymerization with the monomer (vinylbenzyl) trimethyl ammonium chloride. The anion exchange nano-cryogels were used to isolate phenyllactic acid from biotransformation broth. The results show that the obtained nanocrystalline gel has good permeability and axial dispersion performance. When the flow rate is 1 cm·min^-1, the adsorption capacity of different ratios of nanocrystalline gel for bovine serum protein is 3.9—5.4 mg·ml^-1. When the nano-cryogel with mass ratio of 8∶2(HEMA∶pBMA) was used to isolate phenyllactic acid from transformation broth, phenyllactic acid with high purity of 89.24% and recovery of 93.74% was obtained, indicating that the nano-cryogels could have potential applications in bioseparation.     

硅藻土负载La~(3+)/TiO_2光催化剂的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,硅藻土为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO_2/硅藻土负载型光催化剂。以硝酸镧为镧源,采用等体积浸渍-焙烧法制备La~(3+)/TiO_2硅藻土光催化剂。通过XRD和SEM对制备的催化剂进行表征,以亚甲基蓝溶液模拟有机废水,考察n(Ti)∶n(Si)及La3+掺杂量对催化剂光催化性能的影响,结果表明,硅藻土可提高TiO_2分散性,降低TiO_2晶粒尺寸,并抑制其由锐钛矿相向金红石相的转变。在n(Ti)∶n(Si)=1∶1、焙烧温度550℃和La3+掺杂质量分数1%条件下,La~(3+)/TiO_2硅藻土光催化剂的光催化活性较好,紫外光连续照射180 min,亚甲基蓝降解率可达99.9%。     

L-胱氨酸交联球形壳聚糖凝胶的制备与Cu2+吸附性能

以L-胱氨酸(L-CYS)作为交联剂,利用滴液成球法制备交联球形壳聚糖凝胶,用傅里叶红外光谱、¹³C NMR、扫描电镜对产物进行了表征,结果表明L-CYS与壳聚糖发生了酰胺化及酯化反应,并且制得的凝胶内部存在着疏松的网络状大孔。交联剂L-CYS中的二硫键有助于二价铜离子的吸附。以L-CYS交联得到的球形壳聚糖凝胶对Cu²⁺的吸附量达到了72.96 mg·g^-1,接近于未交联的球形壳聚糖凝胶的吸附量,而耐溶胀性优于未交联的壳聚糖凝胶。     

铝锂合金化铣废液合成γ-AlOOH及表征

铝锂合金化学铣切的化铣废液（CMW）会对环境造成严重影响。为有效解决废液处理问题，本文首次利用铝锂合金化铣废液合成出对染料具有优良吸附性能的纳米片状γ-AlOOH。CMW中的NaAlO₂与H₂O₂在室温条件下反应5min即可合成出比表面积高达278m²/g的纳米片状γ-AlOOH。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和N₂吸附-脱附等表征手段，系统研究了H₂O₂和Al₂O₃摩尔比[(5∶1)～ (15∶1)]对合成的γ-AlOOH结构、形貌及结晶度的影响。结果表明，随摩尔比增加，γ-AlOOH的结晶度、晶体粒度和化学基团含量提高，比表面积由137m²/g增加至278m²/g。通过γ-AlOOH对亚甲基蓝（MB）的吸附性能评价了γ-AlOOH的实用性。γ-AlOOH纳米片对MB具有良好的吸附性能，吸附等温线符合Langmuir模型，最大吸附量达173.30mg/g。因此以铝锂合金化铣废液为原料合成的γ-AlOOH具有较高的应用价值，可用作去除废水中染料的高效吸附剂。     

羧基化改性纤维素凝胶球的制备和表征

以微晶纤维素为原料,利用NaOH/尿素体系对微晶纤维素进行溶解,得到再生纤维素溶液。采用滴定悬浮的方法制备纤维素水凝胶球,采用2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基自由基（TEMPO）/NaBr/NaClO选择性氧化体系对纤维素水凝胶球进行氧化处理,获得羧基化改性纤维素水凝胶球,冷冻干燥得到羧基化改性纤维素气凝胶球。研究结果表明：羧基化改性纤维素水凝胶球的含水量为95.64%,吸附4h,亚甲基蓝的吸附量达到6.97mg/g。对羧基化改性纤维素气凝胶球进行傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）表征分析,在1600cm^-1处出现了CO的伸缩振动峰,TEMPO的选择性氧化对样品起到羧基化改性作用,羧基化改性纤维素气凝胶增加了球形气凝胶的表面通透性,内部仍呈现网络结构,羧基化改性纤维素气凝胶球的密度为0.038g/cm³。     

气溶胶辅助法合成球形氧化镁及其吸附性能研究

以氯化镁为镁源,尿素为沉淀剂,采用气溶胶辅助法制备了球形氧化镁。利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、红外光谱（IR）和氮气吸附-脱附等技术手段对不同反应温度下制备的前驱体和氧化镁样品进行了表征。实验结果表明：制备的球形氧化镁比表面积为36 m ²/g,平均孔径为34 nm,总孔容为0.26 cm ³/g;其对刚果红的吸附符合伪二级动力学,且5 min内达到吸附平衡;吸附等温线符合Langmuir模型,饱和吸附量为764.91 mg/g。     

钴掺杂NaP分子筛合成及其吸附Pb(II)性能

以硅酸钠和偏铝酸钠为原料,通过水热合成法制备钴掺杂NaP分子筛,通过X射线衍射光谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N₂吸附-脱附等表征手段对样品的晶相、形貌和孔结构进行表征分析,并对其Pb(II)吸附性能进行评价。结果表明:与未掺杂钴的NaP分子筛相比,掺杂量为n(Al₂O₃)∶n(Co(NO₃)₂)=8∶1的Co-NaP分子筛的比表面积增大了约5倍(从26.767 m²/g增大到162.490 m²/g);其孔容约增大了约2.5倍(从0.029 cm³/g增大到0.104 cm³/g)。吸附时间为120 min,吸附温度为25 ℃,Pb(II)初始浓度为100 mg/L时,Co-NaP分子筛对Pb(II)的去除率可达98.8%,以乙二胺四乙酸二钠为再生助剂,在30 ℃下再生30 min,可使吸附后时Co-NaP分子筛完全再生,再生后的吸附剂经过3次吸附-再生循环后,Pb(II)去除率仍可达97%。