聚乙烯亚胺-羧甲基纤维素的合成及对金属离子的吸附性能

以羧甲基纤维素(CMC)为基质,用戊二醛(GA)做交联剂,将聚乙烯亚胺(PEI)交联到羧甲基纤维素上制得聚乙烯亚胺-羧甲基纤维素吸附剂(PEI-CMC)。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、X射线光电子能谱对PEI-CMC的结构进行了表征,测定了其对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附性能,并研究了pH值、时间、金属离子的初始浓度对吸附的影响。结果表明,当CMC、PEI和GA的反应比为1 g∶5 mL∶20 mL,反应温度为25℃,反应时间为3 h时,合成的PEI-CMC的含氮量为13.23%。当CMC和PEI的反应比为1 g∶5 mL时,随着戊二醛(质量分数2.5%)的加入量增加,PEI-CMC的产率先增大后降低。在pH值1~14的范围内,溶液酸碱度的变化对PEI-CMC的交联度没有影响。PEI-CMC吸附剂对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附量在实验范围内随pH升高而增加。PEI-CMC对Pb2+和Cu2+、Cd2+的吸附在90 min和180 min后分别达到平衡,吸附动力学符合准二级反应动力学模型。随着Cu2+、Pb2+和Cd2+初始浓度的增加,PEI-CMC对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附量开始时快速增加,而后达到饱和,吸附等温数据符合Freundlich模型,最大吸附容量分别为Cu2+250.0mg/g、Pb2+635.9 mg/g、Cd2+142.8 mg/g。     

Cu~(2+)-IIP印迹材料的制备及性能研究

以Cu2+为模板,环氧氯丙烷(ECH)为交联剂,羧基碳纳米管(MWNTs-COOH)为载体,采用"Grafting onto"方法在羧基碳纳米管表面键连大分子链聚乙烯亚胺(PEI),制备了功能单体MWNTs-CO/PEI,获得铜离子印迹材料。利用FTIR、TEM对产物进行了表征,探讨了模板离子的初始浓度、溶液pH值、吸附时间对吸附容量的影响,以及印迹材料的吸附选择性和重复使用率。结果表明,PEI中的N-H键断裂,H原子被烷基取代,环氧氯丙烷发生开环反应,键连到PEI的N原子上;羧基碳纳米管表面包覆了一层厚度约为20nm的印迹层,呈蜂窝状;在Cu2+初始质量浓度为100mg/L、pH=6、吸附时间为1h时,Cu2+-IIP印迹材料和非印迹材料的最大吸附容量分别为43.68mg/g和21.85mg/g;在同时存在Cu2+、Zn2+的溶液中,印迹材料的选择性能较好;重复使用时,吸附性能稳定。     

Cu2+磁性壳聚糖印迹粒子的制备及对Cu2+的吸附

采用一步共沉淀法和离子印迹技术,制备了Fe3O4-壳聚糖(Fe3O4-CTS)印迹粒子。通过X射线衍射、傅里叶红外光谱,振动样品磁强计、热重分析、Zeta电位等手段对Fe3O4-CTS印迹粒子及对比粒子进行结构和性能表征。研究了pH、吸附剂的量、Cu2+初始浓度、吸附时间及温度等不同因素对吸附性能的影响。结果表明,对于印迹粒子,pH=6,吸附时间为4 h,为较理想的吸附条件;当溶液中Cu2+的质量浓度为120 mg/g,吸附剂的质量为50 mg时,吸附基本达到了平衡,单位吸附量约为21.304 mg/g。     

玉米须吸附剂去除水溶液中Pb2+的研究

利用废弃物玉米须制备生物质吸附剂,研究其对废水中重金属Pb2+的吸附效果。考察体系pH值、Pb2+初始浓度、吸附剂添加量以及共存离子K+、Na+、Ca2+、Mg2+对吸附率的影响。结果表明:在25℃,玉米须吸附Pb2+的最佳pH值为4.0;吸附剂添加量为0.150g,金属初始浓度为40mg/L时,吸附率高达99%以上。其动力学数据符合准二级动力学模型,Langmuir-Freundlich模型成功拟合了平衡数据,由该模型所得吸附剂的最大吸附容量为68.533mg/g。利用Zeta电位仪、红外光谱仪和扫描电镜进一步探讨玉米须对重金属的吸附机理。结果表明:玉米须外表面遍布墙形褶皱,断面存在孔道,这有利于对Pb2+的吸附;当体系pH>2.0时,玉米须颗粒表面带负电,可以和Pb2+发生静电吸附;-COOH、-OH、-C=O等含氧官能团参与了吸附过程。     

玉米须吸附剂去除水溶液中Pb2+的研究

利用废弃物玉米须制备生物质吸附剂,研究其对废水中重金属Pb2+的吸附效果。考察体系pH值、Pb2+初始浓度、吸附剂添加量以及共存离子K+、Na+、Ca2+、Mg2+对吸附率的影响。结果表明:在25℃,玉米须吸附Pb2+的最佳pH值为4.0;吸附剂添加量为0.150g,金属初始浓度为40mg/L时,吸附率高达99%以上。其动力学数据符合准二级动力学模型,Langmuir-Freundlich模型成功拟合了平衡数据,由该模型所得吸附剂的最大吸附容量为68.533mg/g。利用Zeta电位仪、红外光谱仪和扫描电镜进一步探讨玉米须对重金属的吸附机理。结果表明:玉米须外表面遍布墙形褶皱,断面存在孔道,这有利于对Pb2+的吸附;当体系pH>2.0时,玉米须颗粒表面带负电,可以和Pb2+发生静电吸附;-COOH、-OH、-C=O等含氧官能团参与了吸附过程。     

黑藻对含重金属废水中锌离子的吸附性能

黑藻能吸附重金属废水中的Zn2+,但对其的报道鲜见.研究了生物吸附剂黑藻对废水中Zn2+的吸附去除性能,考察了溶液pH值、Zn2+初始浓度、黑藻加入量和吸附时间对吸附效果的影响.同时通过EDX分析和等温吸附模型对黑藻吸附Zn2+的机理进行了研究.结果表明:在溶液pH值为6.0、黑藻加入量为2 g/L,吸附时间为30 min,Zn2+质量浓度为20 mg/L的条件下,黑藻对Zn2+的吸附率为85%,并且发现黑藻对Zn2+的吸附是阳离子交换过程,吸附符合Langmuir,Freuncllich和D-R等温吸附模型.     

浒苔吸附废水中Pb2+的性能及其影响因素

以往,少见浒苔对废水中Pb2+吸附的研究报道。通过浒苔对铅的吸附试验,研究了浒苔对水溶液中Pb2+的吸附性能及影响因素,考察了pH值、Pb2+初始浓度、吸附时间、吸附剂用量等因素对吸附效果的影响。结果表明:浒苔对Pb2+有较强的吸附能力;当含Pb2+废水pH值为4.0时,以1 g/L浒苔处理50 mg/L Pb2+废水,吸附效率可达82%;吸附过程符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型。     

pH值对天然磁铁矿吸附水中Pb2+的影响及吸附机制研究

以天然磁铁矿作为吸附材料,通过静态批式实验考查了pH值对磁铁矿吸附Pb2+的影响,并研究了该吸附剂对Pb2+的等温吸附动力学特性,同时利用XRF和SEM对吸附前后的磁铁矿进行表征,探讨该吸附剂去除水中Pb2+的作用机制。研究结果表明,随着反应初始pH值的增加,磁铁矿对Pb2+的吸附作用不断增加,当pH值=6时,其最大吸附率为97.80%。磁铁矿对水中Pb2+的吸附热力学等温线符合Lang-muir方程。当吸附剂粒径为120~150μm、用量20g/L时,在温度30℃,pH值=5,160r/min振荡30min时其饱和吸附量达16.98mg/g。磁铁矿对Pb2+的吸附作用可以用准二级动力学模型Y=0.0986X+0.5435描述,其相关系数R2 为0.992,吸附速率常数 K2为0.018(g·mg-1)/min。研究结果还表明,磁铁矿所吸附的铅以氧化态形式(PbO和Pb2O3)存在,磁铁矿对Pb2+的去除机制包括表面沉积、离子交换、物理吸附和化学吸附等综合作用的结果。     

多氨基改性蔗渣对水溶液中Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)吸附性能的研究

蔗渣经多氨基改性处理后,得到多氨基改性蔗渣吸附剂。考察了多氨基改性蔗渣吸附剂对模拟废水中Pb2+、Zn2+、Cd2+、Cu2+的吸附性能,主要包括吸附时间、溶液pH值和温度对吸附量的影响以及吸附等温式的研究。研究表明,在实验范围内,Pb2+的吸附平衡时间为12h,适宜吸附Pb2+的pH值范围在4～5,Pb2+的最大吸附量为34.96mg/g;Zn2+的吸附平衡时间为20h,适宜吸附Zn2+的pH值在6.2左右,Zn2+的最大吸附容量为2.24mg/g;Cd2+的吸附平衡时间为20h,适宜吸附Cd2+的pH值在5.0左右,Cd2+的最大吸附容量为10.40mg/g;Cu2+的吸附平衡时间为20h;适宜吸附Cu2+的pH值在5.0左右;Cu2+在不同温度下的最大吸附容量为2.60mg/g。多氨基改性蔗渣对Pb2+、Zn2+、Cd2+、Cu2+的吸附均可用Freundlich方程和Langmuir方程描述。     

壳聚糖固化柿子单宁对Au~(3+)吸附特性的研究

以富含单宁的柿子粉和壳聚糖为原料,戊二醛作交联剂,制备出一种高效的柿子单宁吸附材料,系统研究了溶液初始pH值、吸附剂用量、温度因素对其吸附Au3+性能的影响。结果表明:pH值和吸附剂用量对吸附Au3+作用明显,柿子单宁的邻位酚羟基能将Au3+还原成单质金。在303K、pH=3.0、Au3+的初始质量浓度为350mg/L时,柿子单宁吸附材料对Au3+的吸附容量达到1500mg/g,其吸附等温线和吸附动力学可用Langmuir方程和拟二级速率方程来描述。研究表明,固化柿子单宁是一种具有应用前景的贵金属富集吸附材料。     

A Review of Recent Applications of Ion Beam Techniques on Nanomaterial Surface Modification: Design of Nanostructures and Energy Harvesting

Nanomaterials have gained plenty of research interest because of their excellent performance, which is derived from their small size and special structure. In practical applications, to acquire nanomaterials with high performance, many methods have been used to modulate the structure and components of materials. To date, ion beam techniques have extensively been applied for modulating the performance of various nanomaterials. Energetic ion beams can modulate the surface morphology and chemical components of nanomaterials. In addition, ion beam techniques have also been used to fabricate nanomaterials, including 2D materials, nanoparticles, and nanowires. Compared with conventional methods, ion beam techniques, including ion implantation, ion irradiation, and focused ion beam, are all pure physical processes; these processes do not introduce any impurities into the target materials. In addition, ion beam techniques exhibit high controllability and repeatability. Here, recent progress in ion beam techniques for nanomaterial surface modification is systematically summarized and existing challenges and potential solutions are presented.     

耐高温无机抗菌剂的研究

本文研究了磷、硼元素的加入对SiO2—ZnO—CaF2—AgCl抗菌体系抗菌性能的影响，以及该抗菌体系经过高温后其抗菌性能的变化。研究结果表明：当P／Ag，si／B(摩尔比)值上升时与体系抗菌性能呈现曲线变化，当比值分别为3和2时，体系具有最佳抗菌性能，最小抑菌浓度为50mg／1；C3的抗菌性能经1300℃高温处理后不发生变化。     

聚过氟磺酸离子交换膜电性能研究

研究了聚过氟磺酸离子交换膜在不同环境条件下的导电性能，从实用的角度出发，考察了膜在不同种类，不同浓度的电解质溶液中的导电能力，分析了各种离子对其导电性能的影响。根据实验数据，对膜的导电机理进行了推测，测定了膜对几种常用离子的选择性系数，研究了温度对膜导电能力的影响。     

含不同离子的液晶离聚物对PBT/PP共混物的形态结构和力学性能的影响

合成了三种含有不同离子的液晶离聚物:含磺酸离子的液晶离聚物(LCI-S),含铵离子的液晶离聚物(LCI-N)和含有羧酸离子的液晶离聚物(LCI-C),将三种液晶离聚物分别与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚丙烯(PP)熔融共混。将合成的共混物通过三维红外图象系统和拉伸试验方法进行了微观形态和力学性能的分析。比较不同离子对共混物相容性的影响。结果表明,由于磺酸离子的极性铵离子羧酸离子,因此LCI-S对共混物的增容作用LCI-NLCI-C。     

离子交换树脂的电再生法

发明了一种离子交换树脂的电再生方法，这种电再生方法利用水作为再生剂，在直流电场作用下，水电离为H^ 和OH^-离子，用其再生失效的离子交换树脂。该方法只消耗电，不用酸碱化学药剂，对环境无污染，使用方便，费用低廉。它是对原有传统离子交换树脂再生技术的重大革新。介绍了这种离子交换树脂电再生方法的原理和装置，还讨论了推广应用中的若干问题。     

卡通形象在城市有轨电车造型设计中的应用研究

目的 研究在有轨电车设计中融入卡通形象元素的优势,并探索卡通形象到有轨电车造型的有效转换方式.方法 对有轨电车造型设计和卡通形象的应用相关文献进行梳理,分析有轨电车在城市中的作用,调研卡通形象在国内外轨道交通列车设计中的应用现状,提出卡通形象元素的应用方式和城市有轨电车应用卡通形象的设计方法.以成都为例,将其本土熊猫文化转化为3种卡通形象,并结合模糊综合评价的方法优选出一种应用到有轨电车设计中.结论 将总结的方法应用于实践,提出一种城市有轨电车造型设计中应用卡通形象的设计方案,在强化地域性特征的同时,也有助于满足乘客的情感需求.该方法可以为有轨电车设计应用卡通形象提供参考,并为开拓设计方法提供新的思路.     

真空内置大气靶室的设计

针对目前的离子注入实验都是真空状态下进行的事实，设计了真空内置式大气靶室装置，采用MonteCarlo方法模拟计算了注入离子进入靶垢穿透能量和行迹方向，证明真实内置式靶室技术是可行的，并用实验验证了注入效果。     

Co、Cr、Al掺杂LiMnO_2的离子交换法制备及其性质研究

采用离子交换法制备Co, Cr及Al掺杂LiMnO_2,通过X射线衍射、扫描电子显微镜和恒电流充放电等技术检测和分析合成产物的物相、形貌及电化学性能.研究表明掺杂后LiMnO_2仍然保持原来的结构,但晶粒形貌发生了改变,晶格常数总体变小.与未掺杂的LiMnO_2相比,Co、Cr及Al掺杂LiMnO_2具有更高的放电容量和更好的循环性能.随着掺杂量的增加,Co、Cr及Al掺杂LiMnO_2的放电容量逐步下降,但循环性能不断改善.在掺杂的LiMnO_2中,LiMn_(0.95)Cr_(0.05)O_2的放电容量最高,达到198.1mAh/g,而LiMn_(0.85)Al_(0.15)O_2的放电容量最小,LiMn_(0.90)Cr_(0.10)O_2循环性能最好,而Co掺杂的循环性能最差.     

碳硫硅钙石在不同阳离子作用下的形成研究

研究了碳硫硅钙石在不同阳离子(Na+、Mg2+)作用下的形成。将水泥-石灰石粉净浆试件分别置于5℃不同浓度的Na2SO4和MgSO4溶液中,对腐蚀破坏部分取样进行X射线衍射、红外光谱分析。结果表明,试件在Na2SO4和MgSO4溶液中均发生了碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀,并随着腐蚀时间的延长,其破坏不断加剧;试件浸泡在Na2SO4溶液中,腐蚀产物以碳硫硅钙石为主,随着Na2SO4浓度的增加,其破坏增加;浸泡在MgSO4溶液中,试件由表及里逐渐变为一种白色烂泥状物质,腐蚀产物以碳硫硅钙石和石膏为主,镁离子加速了碳硫硅钙石的形成。     

Cs+-Na+离子交换波导的折射率分布分析

用热扩散法和电场辅助扩散法制备了Ｃａ＾＋－Ｎａ＾＋离子交换玻璃玻导。温度低于玻璃转变温度时，这些波导具有良好的热稳定性。