硫脲型螯合滤膜的制备及其性能研究

合成了对Hg~(2+)、Ag+等金属离子具有大螯合容量的聚砜苄硫脲螯合滤膜。该膜对Hg~(2+)、Ag~+的最大螯合容量分别为600ug/cm~2(335mg Hg(2+)/g)和1360ug/cm~2(759mg Ag~+/g)。硫脲官能基对Hg~(2+)的螯合比为1:1。探讨了基膜性质,硫脲反应时间、温度和硫脲浓度对螯合容量的影响,研究了膜对Hg~(2+)的螯合吸附速率及盐溶液pH值、温度和盐浓度对螯合容量的影响。用动态法测得膜对Hg~(2+)的螯合容量为811ug/cm~2。该膜可用来从水中捕集Hg~(2+)、Ag~+等金属离子。     

基于off-on机理的罗丹明Ag~+荧光探针合成与识别性能

以罗丹明6G、香草醛、氯丙烯等为原料,经过三步反应,合成了一种基于off-on机理的罗丹明荧光探针(RP)。用红外、核磁光谱等技术对其结构进行表征,利用紫外、荧光光谱等研究其光化学性质及识别性能,同时考察了金属离子浓度等因素的影响。结果表明,探针本身荧光很弱,与Ag~+结合后荧光显著增强,在C_2H_5OH/H_2O(1/3,V/V)体系中,荧光探针在689 nm处,对Ag~+具有专属识别性能,受常见金属离子(Cu~(2+)、Hg~(2+)、Pb~(2+)、Cr~(3+)、Cd~(2+)、Fe~(3+)、Co~(2+)、Bi~(3+)、K~+、Na~+)干扰小,探针的荧光强度与Ag~+浓度(26.57~66.20mmol×L~(-1))有良好的线性关系,相关系数R~2=0.9912,检出限达16.09mmol×L~(-1)。Job’s曲线表明,荧光探针与Ag~+的络合比为1:1,同时探讨了响应机理。     

亚甲蓝碳点的制备及其对金属离子传感性能的研究

为了解决以前检测水样中金属离子不及时、不能就地处理、依赖仪器等问题,对检测水样中汞离子的方法重新进行研究。亚甲蓝和柠檬酸通过水热法合成碳点,Hg~(2+)可以使含有该碳点的溶液出现荧光,同时发生颜色变化。通过与Ag~+、Cu~(2+)、Fe~(2+)、Cr~(6+)、Al~(3+)等其他金属离子和氨基酸等小分子进行对比发现,Hg~(2+)对该碳点具有专一性,同时有较低的检出限。     

一种席夫碱型Al~(3+)荧光传感器的合成与研究

设计合成一种席夫碱型荧光传感器L,用于检测Al~(3+)。采用~~1HNMR、元素分析和红外光谱法对L的结构进行表征。利用荧光光谱考察L对不同金属的识别作用,研究发现L对Al~(3+)具有较强的选择性和较高的灵敏度。向L溶液中加入不同的金属离子(Al~(3+),Zn~(2+),Co~(2+),Ni~(2+),Ag~+,Mn~(2+),Mg~(2+),Hg~(2+),Fe~(3+),Pb~(2+),K~+,Na~+,Cd~(2+),Cu~(2+))时,只有Al~(3+)的加入会使荧光强度急剧增加,且L溶液由无色变成浅黄色,说明L可以"裸眼"识别Al~(3+)。在含不同金属离子的L溶液中加入Al~(3+),测定其荧光强度,发现其它金属对L识别Al~(3+)的干扰较小。通过Job’s Plot测定得出L和Al~(3+)以1:1比例络合。     

DNA电化学传感器用于重金属离子检测的研究

综述了常用的DNA修饰电极的制备方法,简单介绍了其测定金属离子的原理。详细阐述了阴、阳离子型氧化还原指示剂在测定过程中的信号变化,从而实现重金属离子定量分析的机理。在此基础上,重点介绍了DNA电化学传感器对Pb~(2+)、Cu~(2+)、Hg~(2+)、Ag~+、Cd~(2+)的检测,并对其今后的发展方向进行了展望。     

B-降胆甾苯并咪唑化合物对金属离子识别性能研究

苯并咪唑是优良的离子探针活性基团,以3种不同取代基结构的B-降胆甾苯并咪唑化合物作为金属离子受体,采用紫外光谱法和荧光光谱法对12种不同的金属离子(Co~(2+)、K~+、Na~+、Li~+、Pb~(2+)、Ca~(2+)、Zn~(2+)、Sr~(2+)、Ni~(2+)、Ag~+、Hg~(2+)、Cu~(2+))进行检测,结果表明这3种化合物对Cu~(2+)离子具有高度的选择性,抗干扰能力好,可作为选择性光学传感器,检出限分别为7. 31×10~(-8)、7. 99×10~(-8)、5. 85×10~(-8)mol/L,采用Job法测试,3种化合物与Cu~(2+)的配合比为1∶1。     

基于三苯胺衍生物的Th~(4+)荧光探针

本文合成了一种新的基于三苯胺衍生物的Th~(4+)荧光探针双三苯胺-4-羟基苯-2(4'-(二苯基氨基)-[1,1'-联苯])缩丙二酰肼(TPA-SBD),该探针在Fe~(3+),Co~(2+),Ni~(2+),Ag~+,Al~(3+),Cd~(2+),Cr~(3+),Dy~(3+),Eu~(3+),Hg~(2+),Mn~(2+),La~(3+),Sm~(3+),Zr~(4+)等多种离子的存在下,对Th~(4+)具有很好的选择性。探针TPA-SBD对Th~(4+)响应的最佳条为pH值为3,THF∶H_2O(1∶9,v/v)。探针的荧光强度与Th~(4+)的浓度在2～8μmol/L范围内呈现良好的线性关系(R~2=0.991),其检出限0.0369μmol/L。     

新三氮烯类试剂的合成及其与金属离子显色反应的研究

合成了十九种新的含有卤素取代基、羟基、磺酸基等取代苯基及多取代萘环的三氮烯类显色剂,如[4-对氟(氯、溴、碘)苯基三氮烯]偶氮苯、[4-间氟(氯、溴、碘)苯基三氮烯]偶氮苯、[4-(3-羟基-6-磺酸基苯基)三氮烯]偶氮苯等。所有显色剂均能与 Cd~(2+)、Hg~(2+)、Cu~(2+)、Ni~(2+)、Ag~+等形成灵敏的有色胶束配合物,摩尔吸收系数多在10~5以上。研究了取代基的种类及其所在位置的影响规律。     

碱性镀锌溶液中微量铅的测定

本文论述了碘化铅络阴离子与碱性有机染料结晶紫之间的缔合反应。在某些特殊型表面活性剂,如阿拉伯树胶、聚乙烯醇或其混合溶液的存在下,离子缔合物溶于水,并伴有极灵敏的颜色变化。最大吸收峰位于530μm,表观摩尔吸光系数高达1.34×10~5。铅在0～12微克/25毫升范围内遵守比耳定律。适宜的酸度范围为pH1.5～2.0。大多数金属离子不干扰测定,铁离子必须用抗坏血酸还原成低价。Cu~(2+),Hg~(2+),Ag~+,Bi~(3+),Sn~(2+),Sb~(3+)等金属离子能用抗坏血酸-硫脲和磷酸-磷酸氢二钠溶液掩蔽,但Cd~(2+)与C10_4~-强烈干扰测定,所以必须注意。该法已用于直接测定碱性镀锌溶液中的微量铅,并获得了满意的结果。     

Cul-Cu_2O-WO_3(MoO_3)快离子导电玻璃的ESR研究

本文报道了CuI-Cu_2O-Wo_3(MoO_3)快离子Cu~+导电玻璃在室温下的顺磁共振吸收谱。实验结果表明玻璃的顺磁共振吸收主要由W~(5+),W(3+),和Mo~(5+),Mo~(3+)以及Cu~(2+)离子引起。W~(5+),W~(3+),Mo~(5+)和Mo~(3+)离子均处于对称的四面体中,且W~(3+)和Mo~(3+)离子表现出强烈的d~6离子的高自旋态的吸收特征。Cu~(2+)离子的吸收谱则可用四方畸变的八面体场作用来解释。铜含量较低时吸收以W~(5+),W~(8+),Mo~(5+),Mo~(8+)为主,随着铜含量的增加,Cu~(2+)离子吸收变得显著。     

半碳化离子交换纤维的研究

本文对半碳化离子交换纤维(SCSIEF)的制备条件、反应机理和产物结构以及对金属离子的交换吸附行为进行了研究。将天然纤维经半碳化处理后,分别用浓 H_2SO_4、浓 HNO_3、HSO_3Cl 氧化或磺化处理,可制得具有较高交换容量的 SCSIEF。实验结果表明:SCSIEF 的最高交换容量可达9.16meq/g,最佳制备条件为半碳化温度300—400℃,磺化温度90—100℃,反应时间90min。这种 SCSIEF 对稀土金属离子 La~(3+1)过渡金属离子 Cu~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)、Hg~(2+)、Cd~(2+)有较好的交换吸附性能。特别对贵重金属离子 Ag~+、Au~(3+)有优异的交换吸附能力。     

Cu~(2+)辅助合成金纳米晶

贵金属纳米晶因其具有优异的催化、电学和光学等性能,被广泛应用于各个领域。由于它们的性能主要决定于其尺寸、形貌和微观结构,因此,贵金属纳米晶的可控合成十分重要,是近些年的热点研究问题。本文用Cu~(2+)取代传统种子生长法合成金纳米棒时所加入的Ag~+,并通过调节Cu~(2+)的浓度,研究其对金纳米晶生长的影响。结果表明,和Ag~+的影响不同,Cu~(2+)的参与可以导致类球形的Cu/Au纳米颗粒的形成。     

共聚物水凝胶在金属离子溶液中的消溶胀动力学

采用重量分析法对达到溶胀平衡的AA/AMPS、AA/DMAEMA和AMPS/DMAEMA共聚物水凝胶在金属离子溶液中体积收缩变化的动力学过程进行了研究,结果表明:共聚物水凝胶在4种金属离子(Ag~+、Cu~(2+)、Fe~(3+)、Pb~(2+))溶液中均发生体积收缩的响应变化,并且这种变化程度随着金属离子溶液浓度的增加而增加,由"指数衰减第一顺序"函数可以较好地拟合水凝胶体积收缩响应过程的实验数据;在相同的金属离子浓度下,AA/AMPS、AA/DMAEMA和AMPS/DMAEMA水凝胶的平衡体积收缩比(V_∞/V_0)和消溶胀速率常数K_d大小顺序总体一致,分别为Fe~(3+)Pb~(2+)Cu~(2+)Ag~+、Cu~(2+)Fe~(3+)Pb~(2+)Ag~+和Pb~(2+)Fe~(3+)Cu~(2+)Ag~+。通过"孤对电子-空轨道"理论从结构上解释了水凝胶在不同价态重金属溶液中的消溶胀机理;AA/AMPS-Fe~(3+)体系、AA/DMAEMA-Cu~(2+)体系和AMPS/DMAEMA-Pb~(2+)体系体积收缩过程的活化能E_(?)分别为3.081、1.86、1.917 kJ·mol~(-1)。     

以巯基苯并咪唑为基质的毛细电泳法测定水中的Hg~(2+)

水体汞污染加剧,其准确快速测定非常重要。采用高压毛细电泳方法,进行水中Hg~(2+)测定的干扰因素实验,并利用t检验进行了测定水中Hg~(2+)的毛细电泳法的系统误差检验和与分光光度法之间的显著性检验。结果发现:采用10 mmol/L巯基苯并咪唑+50 mmol磷酸氢二钠的水溶液为流动相,K+、Na+、Mg~(2+)、Ca~(2+)、Li~+、Zn~(2+)、Cu~(2+)、Fe~(3+)、Ni~(2+)、Pb~(2+)对水中Hg~(2+)的测定不干扰。进而得到测定水中Hg~(2+)工作曲线为:y=-13025x+46.877(R2=0.9958),线性区间为:0.1-20 mg/L;定性检测限为0.02 mg/L;回收率为98%;相对准变偏差RSD为4.47%。经计算发现毛细电泳法测定水中Hg~(2+)无系统误差,与分光光度法测定水中Hg~(2+)无显著性差异。建立了测定水中Hg~(2+)的毛细电泳法,该法干扰少、操作简单、重现性好、灵敏度较高、准确度较高而且线性较宽。     

4,6-二正丙氧基-1,3-二磺酰二甲胺基苯对Cu~(2+)和Bi~(3+)的紫外光谱检测

采用紫外光谱法测定Cu~(2+)和Bi~(3+)的浓度,选择在最大吸收波长280和320nm处,分析Cu~(2+)和Bi~(3+)的浓度与紫外光谱的吸光度数值之间的相关性。在一定浓度的4,6-二正丁氧基-1,3-二磺酰二甲基胺基苯的溶液中加入5个浓度的Cu~(2+),在化合物-Cu~(2+)的体系中加入7个浓度的Bi~(3+),测定紫外光谱,绘制标准曲线。结果表明,Cu~(2+)和Bi~(3+)的浓度与吸光度数值都呈显著相关,标准工作曲线y=0.0564x-0.0274和y=0.1005x+0.038其相关系数达到0.9892和0.9968,说明用紫外光谱法检测Cu~(2+)和Bi~(3+)浓度简单、快速且测定结果准确可靠。     

金属离子对Fenton法氧化降解PVA纤维的影响研究

研究了Fe~(2+),Cu~(2+),Zn~(2+),Mn~(2+),Sn~(2+)5种金属离子对Fenton法氧化降解聚乙烯醇(PVA)反应的产物相对分子质量、化学需氧量(COD)去除率、PVA去除率的影响。结果表明:第1,2次催化降解PVA的催化效果由强到弱依次为Fe~(2+),Cu~(2+),Mn~(2+),Zn~(2+),Sn~(2+);第3次催化降解PVA的催化效果由强到弱依次为Fe~(2+),Zn~(2+),Mn~(2+),Cu~(2+),Sn~(2+); Fe~(2+),Cu~(2+),Zn~(2+),Mn~(2+)均能有效催化降解PVA溶液,COD去除率达到70%左右,其中Fe~(2+)的COD去除率最高达89. 58%;随着降解次数的增加,Fe~(2+),Zn~(2+),Mn~(2+),Cu~(2+)均能有效催化降解PVA,第3次催化降解后PVA的去除率均达到99%以上,其中Fe~(2+)的PVA去除率最高达99. 31%,但Sn~(2+)催化降解PVA去除率只有42. 08%,不适合采用Sn~(2+)催化降解PVA。     

巯基改性纳米TiO2对痕量重金属离子吸附性能研究

钛酸丁酯(TBT)作为前驱物,采用溶胶-凝胶法进行共聚缩合,制备出巯基功能化TiO_2纳米材料,并将其运用于水体中痕量重金属的吸附富集研究。采用X射线粉末衍射仪、傅里叶红外、扫描电镜表征了吸附前后巯基化TiO_2纳米材料的物相组成、官能团、形貌变化。考察了初始pH值、时间和干扰离子对巯基化TiO_2纳米材料吸附重金属离子的影响。在优化吸附条件下借助火焰原子吸收分光光度计测定样品中重金属离子质量分数,该方法利用巯基化TiO_2纳米材料可有效富集水中的痕量Cd~(2+),Hg~(2+),Pb~(2+)离子,按Cd~(2+),Hg~(2+),Pb~(2+)在样品和洗脱液中的浓度计算,富集倍数可达100倍以上,对提高痕量Cd~(2+),Hg~(2+),Pb~(2+)检测的灵敏度和准确性起着重要作用。     

聚丙烯腈纤维改性及在含Cu2+废水处理回收中的应用

采用四步法将聚乙烯亚胺(PEI)接枝到聚丙烯腈(PAN)纤维上制备了PAN-PEI纤维。将PAN-PEI纤维处理p H值为1. 3,Cu~(2+),Ni~(2+),Ca~(2+),Mg~(2+),Fe~(2+)/Fe~(3+)含量分别为784. 20,4. 60,4. 10,4. 70,1. 10 mg/L的含Cu~(2+)废水,研究了PAN-PEI纤维对废水中的金属离子的吸附和回收效果。结果表明:各用3. 0 g PANPEI纤维分3次振荡吸附10 min处理已调至p H值为4. 1的废水样,经第1,2,3次吸附处理后废液中Cu~(2+)含量分别为93. 60,18. 16,0. 96 mg/L,Ni~(2+)含量分别为1. 25,0. 35,0. 07 mg/L,其中Ni~(2+)经2次、Cu~(2+)经3次处理达到国家排放标准;模拟实际吸附回收过程,回收液中Cu~(2+)含量为45 280 mg/L,与原液相比,浓缩了58倍,其盐酸盐占比为99. 43%;如分开处理含Ni~(2+)废水,则回收的氯化铜纯度可达99. 73%; PAN-PEI纤维吸附Cu~(2+)时对共存Ca~(2+),Mg~(2+),Fe~(2+)/Fe~(3+)选择性系数分别为20. 23,22. 08,3. 25。     

三联吡啶衍生物Hg2+探针的合成、离子识别及量化计算

通过Suzuki偶联反应,分别将9-己基-9H-咔唑基团和三苯胺基团引入4'-(4-苯基)-2,2',6',2″-三联吡啶结构中,设计合成了两种具有D-π-A结构的三联吡啶衍生物(Tpy1和Tpy2),并经熔点、核磁共振、质谱及元素分析对其结构进行了表征。Tpy1和Tpy2对Hg2+比其他金属阳离子具有更好的选择性,可通过紫外分光光度法或紫外灯下肉眼观测对二氯甲烷溶液中的Hg~(2+)进行有效识别。密度泛函理论(DFT)量化计算结果表明,当探针与Hg~(2+)结合后,其分子内电荷转移(ICT)效应增强,吸收光谱红移31 nm。此外,探针分子中所连接的不同的供电子芳香基团可影响其对Hg~(2+)的识别效果,Tpy1和Tpy2检测限分别为2.51×10~(-6)mol/L和4.40×10~(-6)mol/L。探针分子对Cu~(2+)也有响应。     

聚乙烯亚胺基黄原酸钠处理重金属废水实验研究

以不同企业的实际重金属废水为考察对象,采用自制的高分子絮凝剂聚乙烯亚胺基黄原酸钠(PEX)对其处理效果进行了应用实验。结果表明,PEX处理有色金属加工生产废水时可同时除去Cu~(2+)、Ni~(2+)、Co~(2+)等重金属离子,当PEX投加量为1 250 mg/L时,酸性综合废水中Cu~(2+)、Ni~(2+)、Co~(2+)的剩余质量浓度分别为0.009、0.426、0.321 mg/L,可达标排放;且废水中含量较高的重金属离子更易被去除,提高废水的p H可减少PEX的消耗量。对于水质波动较小的含锌酸性废水,经处理后出水中Zn~(2+)可做到未检出,满足排放要求;但对于水质波动较大的含汞污酸废水,Hg~(2+)初始含量很高时,经处理后Hg~(2+)剩余质量浓度在0.22~0.32 mg/L之间,出现无法达标现象。