巯基修饰Cu-MOFs材料的制备及其汞吸附性能

为高效对废水中的Hg~(2+)进行吸附,采用电化学法合成Cu-BDC金属有机骨架材料,并进行SH修饰,制备SH-Cu-BDC材料,用于对含Hg~(2+)废水的吸附研究。通过EDS与IR红外对修饰前后样品的表征分析可知,SH基团成功修饰到Cu-BDC材料上;N_2吸附实验表明,修饰后的SH-Cu-BDC材料出现微孔结构且比表面积增大;SEM分析表明,电化学合成Cu-BDC材料具有独特花状结构,修饰后SH-Cu-BDC材料表面均匀分布着触角状物质;10 mg SH-Cu-BDC对20 ml浓度为300 mg·L~(-1)的Hg~(2+)溶液进行吸附,当pH(28)5,60 min时吸附饱和,最大吸附量为585 mg·g-1;SH-Cu-BDC材料对Hg~(2+)的吸附符合拟二级反应动力学方程和Langmuir吸附等温模型,该吸附过程是以表面吸附为主的扩散过程,且符合单分子层吸附规律;吸附再生实验表明,SH-Cu-BDC作为吸附剂可重复使用,且具有一定的稳定性。     

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。     

高吸水树脂对混合金属离子溶液吸附能力的研究

本文探索了以马铃薯淀粉糊精为原料的高吸水树脂对Hg~(2+)、Fe_(3+)、Cr(Ⅵ)的二元混合溶液的平衡吸附,并对吸附机理进行了初步研究。结果表明:马薯淀粉糊精为原料的高吸水树脂树对Hg~(2+)具有较好的选择吸附能力,对Hg~(2+)的吸附容量和脱除率高达64.61mg/g,89.05%。当Fe~(3+)离子浓度为60mg/L,马薯淀粉糊精为原料的高吸水树脂对其最高脱除率可达50.8%。通过光电子能谱表征,可知FeCl_3被高吸水树脂吸附在表面。     

巯基化多孔氧化硅纳米球及其对汞的吸附富集

采用原位共缩聚法,合成了巯基功能化多孔氧化硅纳米球,利用红外光谱、扫描电镜、透射电镜、氮气吸附-脱附)和热重分析等对合成的样品进行了表征,并研究了所合成样品对水中Hg~(2+)的富集分离性能。结果表明,巯基多孔氧化硅纳米球具有较高的比表面积(789 m~2/g)和较大的孔体积(2.66 cm~3/g);通过调节反应条件,可以调控多孔纳米球的比表面积、孔体积、孔径和巯基负载量;巯基的引入可以提高纳米球对Hg~(2+)的吸附富集率和吸附量,10 min内富集率超过97%,最大平衡吸附量达340 mg/g。吸附过程符合准2级动力学吸附模型和Freundlich吸附等温线模型。巯基化多孔氧化硅纳米球的吸附性能具有较好的稳定性,经过3次循环使用,对Hg~(2+)的去除率仍能达到95%左右。     

中华麦饭石对重金属离子的吸附作用

以产于内蒙古通辽市奈曼旗的中华麦饭石为吸附剂,研究麦饭石对重金属离子Pb~(2+)、As~(3+)、Cr~(3+)、Cd~(2+)、Hg~(2+)的吸附作用。结果表明,中华麦饭石对重金属离子的吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir方程。中华麦饭石对重金属离子Pb~(2+)、As~(3+)、Cr~(3+)、Cd~(2+)、Hg~(2+)的吸附容量分别为0.119 8、0.133 1、0.105 4、0.069 8、0.057 5 mg/g。中华麦饭石对重金属离子的吸附机理主要是物理吸附与离子交换。     

聚苯乙烯-L-半胱氨酸树脂的合成及其对Pb~(2+)、Hg~(2+)的吸附研究

氯甲基聚苯乙烯微球与L-半胱氨酸(L-Cys)胺解反应合成聚苯乙烯-L-半胱氨酸树脂,通过红外光谱表征了树脂结构,测定了其树脂的比表面和孔结构等数据,研究了该树脂在不同温度下对Pb~(2+)、Hg~(2+)的吸附等温线,利用热力学函数关系计算出了吸附焓、自由能和熵。结果表明其合成的Cys树脂对水溶液中Pb~(2+)、Hg~(2+)离子有较好的吸附性能。     

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。     

ω-(乙二胺基)十一烷基三甲氧基硅烷的合成及其结构表征

氨基或(乙二胺基)烷基三烷氧基化合物是重要的化工原料。既可用作偶联剂,也可用来制备螯合树脂及高分子络合催化剂。例如硅橡胶与钢、铝等合金的粘结,常采用中间过渡层法,其配方中就含有γ-氨丙基三乙氧基硅烷。Leyden等人合成的以硅胶为载体的二硫代羧酸型树脂可吸附Cu~(2+)、Ag~+、Hg~(2+)、Pb~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+)、Fe~(3+)、Mn~(2+),而对Cu~(2+),Ag~+、Hg~(2+)的吸着速度最快。在0.5分钟内吸着率达90％,其     

宁夏南部山区苦咸水的净化研究

针对宁夏南部山区部分居民仍在饮用苦咸水这一现状,将当地广泛种植的荞麦取其壳经简单处理后用作吸附剂对苦咸水进行净化处理,研究荞麦壳改性前后对水中Hg~(2+)离子、Cr~(6+)离子及溶解性总固体的吸附特性。结果表明,用NaH_2PO4改性的荞麦壳具有较好的吸附效果,不仅吸附速度快,而且对Hg~(2+)离子、Cr~(6+)离子的吸附率分别可达81%和76%,净化后水质达到饮用标准。这一研究为荞麦壳的资源化利用探索了新的途径。     

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。     

海藻酸铜复合凝胶球对铅和汞溶液的吸附性能研究

海藻酸盐凝胶球是一类高效、廉价的吸附材料。将海藻酸钠与无毒环保的金属阳离子(Cu~(2+))混合可发生固化反应,可得到不溶于水的具有三维网络结构的聚合物水凝胶:SA-Cu,再与氧化乙烯、活性炭,分子筛形成复合凝胶球SA-Cu-PEO,SA-Cu-PEO-AC和SA-Cu-PEO-4AZ,用于处理水溶液中高浓度的Pb~(2+)和低浓度的Hg~(2+)。在实验条件下,四种复合物凝胶球对Pb~(2+)和Hg~(2+)均表现了优异的去除效果。包埋4A分子筛或活性炭均可以显著提高对两种重金属离子的吸附效果,其中包埋4A分子筛的凝胶球对Pb~(2+)的去除率可以达到98.6%,包埋4A分子筛的凝胶球对Hg~(2+)的去除率达到87%。此类水凝胶材料在水处理领域具有广阔的研究价值和应用前景。     

5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉(TCPP)检测水体痕量Hg~(2+)的研究

由于羧基卟啉在水中良好的溶解性及对Hg~(2+)的高亲和性,利用5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉与Hg~(2+)反应前后的荧光特性变化,实现水体Hg~(2+)的痕量检测。结果显示,该探针与Hg~(2+)具有良好的配位性,且检测前后体系出现的颜色变化具有可视性。在中性条件下,四羧基卟啉荧光被Hg~(2+)猝灭,荧光强度与汞离子浓度之间存在良好的指数函数关系,相关系数为0.998。因此,5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉可作为一种高效、可靠的探针用于水体中Hg~(2+)的痕量检测。     

一种基于水溶性半菁染料的Hg~(2+)识别探针

合成并表征了一种半菁染料Hcy-Np,采用荧光发射光谱,在4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)(pH值=7.40)水溶液中,研究了Hcy-Np作为检测探针对Hg~(2+)的识别能力。结果表明,在1.0×10~(-5)mol/L的Hcy-Np溶液中Hg~(2+)浓度达到2.0×10~(-4)mol/L后,荧光强度增强89.5倍,继续增加Hg~(2+)浓度,荧光增强不明显。与Hg~(2+)作用后的荧光发射强度不受其它常见阳离子的干扰,该探针对Hg~(2+)具有高选择性和灵敏性。     

单宁酸/硫酸掺杂聚邻甲氧基苯胺的吸附性能

以邻甲氧基苯胺为单体,通过化学氧化聚合法合成了单宁酸/硫酸掺杂聚邻甲氧基苯胺(POMA-H-GA),采用FTIR、XRD、SEM及BET对其结构进行了表征。通过平衡吸附实验考察了POMA-H-GA对Cr~(3+)的吸附性能,并以其为指标优化了Cr~(3+)溶液初始质量浓度、时间、温度、pH。结果表明:POMA-H-GA在Cr~(3+)初始质量浓度为0.1 g/L、时间3 h、温度25℃、pH=3.0~4.5时,吸附量为18.2 mg/g,吸附率达到93.2%,POMA-H-GA对几种重金属离子的吸附量大小顺序为Cr~(3+)Hg~(2+)Pb~(2+)Cd~(2+)。     

半胱氨酸/石墨烯复合凝胶的制备及对Hg~(2+)吸附性质

三维石墨烯材料整合二维石墨烯片层形成三维互联的多孔贯通网状结构,具有多孔性、高活性比表面积和优良传质性能等特点。利用L-半胱氨酸做还原剂,制备了还原氧化石墨烯并构建了石墨烯三维网状结构水凝胶,作为汞离子吸附剂。实验结果表明,氧化石墨烯在L-半胱氨酸作用下得到还原,通过分子间π-π堆积以及半胱氨酸之间的交联作用形成水凝胶,同时半胱氨酸的存在增加了对重金属Hg~(2+)的吸附位点,对Hg~(2+)饱和吸附量可达到98 mg/g。     

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。     

针铁矿对水溶液中Cd2+、Pb2+的吸附影响

水体中镉、铅污染日益严重,如何净化被镉、铅污染的水体是目前污染防治的迫切问题。本文以针铁矿为吸附材料,控制水溶液中Cd~(2+)、Pb~(2+)的初始浓度、pH和离子强度的不同,研究针铁矿对Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附特性。研究结果显示:针铁矿吸附Cd~(2+)符合Langmuir吸附模型;吸附Pb~(2+)符合Langmuir和Freundlich吸附模型;随pH升高,对Cd~(2+)、Pb~(2+)吸附量先上升后趋于平衡;随着NaNO_3浓度升高,对Cd~(2+)、Pb~(2+)吸附量先下降后上升。整体可知,在废水处理中,针铁矿可作为理想的除镉和铅的吸附材料。     

以氯化血红素作为指示剂的Hg~(2+)电化学传感器的制备与应用

采用氯化血红素(hemin)作为电化学指示剂,设计了一种用于检测Hg~(2+)的电化学适配体传感器。适配体(aptamer)通过形成Au-S键自组装在氮掺杂石墨烯和纳米金修饰电极表面,当Hg~(2+)与T碱基特异性结合形成T-Hg~(2+)-T结构后,使电极表面负载的适配体形成多孔结构。Hemin能够吸附在电极表面上产生电化学信号,用示差脉冲伏安法进行检测,在5.0×10~(-8)～5.0×10~(-6 )mol/L范围内,还原峰电流与Hg~(2+)浓度的对数呈良好的线性关系,线性回归方程为Ipc(μA)=6.115+48.021 lg C(mol/L)(γ=0.995),检测限为1.67×10~(-8) mol/L (3σ),将本方法成功用于水样中Hg~(2+)的测定。     

负载铬钴石墨烯基材料对汞(Ⅱ)的吸附性能研究

利用石墨烯的还原性与过渡金属盐类的氧化性,制备得到分别负载有铬和钴的还原氧化石墨烯(RGO)复合材料RGO/Cr和RGO/Co,并将其应用于对Hg~(2+)的吸附。结果表明:RGO/Cr比RGO/Co及RGO具有更大比表面积,负载铬和钴后RGO的亲水性能显著增加。Langmuir拟合RGO、RGO/Cr、RGO/Co对Hg~(2+)的理论单层最大吸附容量分别为128.98、181.86、146.86 mg/g,同时吸附过程均符合伪一级和伪二级动力学模型。     

罗丹明类探针R6GHA荧光法测定汞离子的研究

以罗丹明6G(R6G)为母体,经一系列反应设计合成R6GHA。采用荧光光谱(PL)研究了R6GHA对pH值和不同离子的荧光发射行为,在pH为7的乙醇水溶液中,R6GHA荧光发射峰极弱,此时溶液透明。加入Hg~(2+)可诱导R6GHA在595 nm处产生荧光发射,此时溶液为橙红色,而其他金属离子未引起显著变化,基于此,可以对水溶液中微量Hg~(2+)进行裸眼识别,并对相关机理进行了探讨。结果表明,R6GHA对Hg~(2+)具有选择性荧光响应,并可应用于Hg~(2+)的检测,检出限为2.33×10~(-6)mol/L。