Cu~(2+)印迹交联壳聚糖微球制备及其对水中Cu~(2+)的吸附研究

研究利用离子印迹技术,以壳聚糖为基材、环氧氯丙烷为交联剂制得Cu~(2+)印迹交联壳聚糖树脂微球,并用于水中Cu~(2+)的吸附。结果表明,正交实验确定优化的制备条件:壳聚糖质量分数4%、Cu~(2+)印迹量500 mg/L、交联剂1m L。单因素实验确定的吸附条件:p H为5.0、温度25℃时,此时吸附容量可达到95.0 mg/g,显示良好的Cu~(2+)吸附能力。对Cu~(2+)的吸附过程符合准2级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温模型,以表面反应过程控制的化学吸附为主,为放热、自发过程;当Zn~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)分别与Cu~(2+)共存时,印迹微球对Cu~(2+)的选择吸附系数最大,达到28.7以上,离子选择性极高;经过5次循环实验后,对Cu~(2+)的吸附率仍达到96.8%,材料的重复利用性和稳定性好。     

Cu~(2+)印迹壳聚糖/Al_2O_3的制备及动态吸附性能

以表面接枝和表面印迹技术为基础,采用正硅酸乙酯改性的Al2O3为载体,壳聚糖为功能单体,制备了一种新型Cu2+印迹壳聚糖/Al2O3复合材料(IIP/Al2O3),以傅里叶变换红外表征了IIP/Al2O3,发现Cu2+印迹壳聚糖被有效接枝到Al2O3表面。考察填充柱入口Cu2+质量浓度、柱高、流速和pH值对IIP/Al2O3柱动态吸附性能的影响,研究动态吸附模型,结果表明:当填充柱入口Cu2+质量浓度为100 mg/L、柱高为37.25 mm、流速为1.0 mL/min和pH值为5时,IIP/Al2O3柱穿透吸附量和平衡吸附量分别为4.03和15.68 mg/g,吸附平衡时间为215 min,穿透时间为31 min,吸附行为符合Thomas模型,理论平衡吸附量为15.76 mg/g,Thomas常数为0.342 9×10-3L/(mg·min)。研究IIP/Al2O3柱的选择性分离特性和稳定性,发现IIP/Al2O3柱对Cu2+吸附率远高于竞争离子Ni2+和Zn2+,经5次吸附-洗脱后,穿透吸附量及平衡吸附量仅分别下降5.2%和3.0%。     

Cu~(2+)印迹壳聚糖/聚乙烯醇膜的制备及其吸附性能研究

基于壳聚糖对金属离子的螯合机理,同时采用离子印迹法和共混法改性壳聚糖膜,制备了Cu~(2+)印迹壳聚糖/聚乙烯醇膜(CS(Cu~(2+))/PVA),并研究了其对Cu~(2+)的吸附性能。利用SEM、 FT-IR对其进行表征,并探讨了各因素对吸附效果的影响,结果表明:当PVA添加量为7.5%, Cu~(~(2+))初始浓度为100 mg·L-1,吸附剂添加量为0.01 g, pH=5.00时, CS(Cu~(2+))/PVA对Cu~(2+)的吸附量最大,为182.1 mg·g-1,是壳聚糖膜(CS)吸附量的1.9倍。吸附在90 min内达到平衡,吸附等温线既符合Langmuir模型,也符合Freundlich模型。吸附动力学符合拟二阶动力学模型。3次循环使用后,吸附量仍可达到102.7 mg·g~(-1)。在有Pb~(2+)存在的混合溶液中,其对Cu~(2+)的吸附量为150.39 mg·g-1,是对Pb~(2+)吸附量(22.14 mg·g-1)的7倍,表现出优异的吸附选择性。     

功能化纤维素磁性微球的制备及其对Cu~(2+)的吸附行为

用正硅酸四乙酯(TEOS)修饰Fe_3O_4表面,并将其与经4-氯苯基异氰酸酯改性的纤维素通过六亚甲基双异氰酸酯(HDI)连接,制得功能化Fe_3O4_@SiO_2-纤维素磁性微球(磁性微球C),并采用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)等对其进行表征,考察了所得磁性微球C对铜离子(Cu~(2+))的吸附性能。结果表明:所得磁性微球C平均粒径为573 nm左右,分散性好,对Cu~(2+)吸附在30 min内达到平衡,在吸附剂质量为0.1 g,Cu~(2+)浓度为0.02 mol/L,p H=4时,吸附量可达到44.23 mg/g,吸附等温数据符合Langmuir模型。     

新型淀粉基微球对Cu~(2+)、Pb~(2+)吸附性能的研究

研究了新型淀粉基微球对Cu2+、Pb2+的吸附性能,结果表明,淀粉基微球对Cu2+的吸附能力强于Pb2+,对Cu2+、Pb2+的吸附率可达到85%以上,是一种有效处理重金属离子废水的处理剂。     

Cu2+印迹交联壳聚糖微球的合成及吸附性能

利用分子印迹技术,以壳聚糖(CS)为功能单体,Cu~(2+)为印迹离子,通过稀氨水固化、环氧氯丙烷交联、盐酸洗脱Cu~(2+),制得了Cu~(2+)印迹交联壳聚糖微球(Cu~(2+)-ICM)。采用FTIR、XRD和FESEM对产品进行了表征,并测定了微球的骨架密度、含水量和交联度。结果表明:交联改性可使微球具有多孔结构和良好的结构稳定性,能够很好地降低CS的酸溶性,提高微球对Cu~(2+)的吸附性能。通过正交实验L_9(3~4)得到Cu~(2+)-ICM的最优制备条件为:CS 1.5 g,环氧氯丙烷2.5 mL,80℃下交联3.0 h,制得的微球对Cu~(2+)吸附量为67.80 mg/g。在单组分体系中考察了微球对Cu~(2+)的吸附性能。结果表明:当微球投加量为50 mg,Cu~(2+)初始质量浓度为338.7 mg/L,pH=5.0时,吸附量为72.80 mg/g。     

壳聚糖负载膨润土吸附Cu~(2+)的研究

以钠基膨润土为原料,利用脱乙酰度90%、浓度为0.5%的壳聚糖溶液对其进行改性,制备了壳聚糖负载膨润土,并应用于含Cu2+模拟废水的处理。确定了最佳实验条件:负载土的投加量15 g/L、pH值为8、离心时间为10 min,在此条件下对Cu2+的去除率达到96.50%。并对负载土的吸附行为和性能进行了研究。     

磁性石墨烯泡沫的制备及对Cu~(2+)的吸附性能

以氧化石墨烯(GO)为前驱体,采用溶剂热法制备了磁性石墨烯泡沫(MGF)复合物(Fe3O4/GF)。用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)及场发射扫描电子显微镜(FESEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)及振动样品磁强计(VSM)对其进行了表征。测定了不同Cu~(2+)初始质量浓度、反应时间和温度下复合物对水溶液中Cu~(2+)的吸附性能。结果表明:Fe_3O_4成功复合到了石墨烯上且为三维泡沫结构;复合物对Cu~(2+)吸附量可达49.20 mg/g;吸附过程符合准二级动力学模型。磁性复合物可以借助外部磁场实现快速磁分离。     

交联壳聚糖磁性微球制备及吸附性能研究

采用超声波辅助化学共沉淀法制备纳米Fe3O4,在此基础上选用乳化交联法,以戊二醛为交联剂,壳聚糖为单体包埋磁性纳米颗粒,合成了微米及纳米尺度上具有高吸附性、介质分离的磁性壳聚糖纳米微球(MCTS),并对复合材料的吸附性能进行了讨论。通过将壳聚糖包裹纳米磁性粒子制备成的磁性壳聚糖微球,具有比表面积大、多孔、易回收、可再生等优点,并且该磁性微球稳定性好、吸附性能强,有效地提高了壳聚糖的应用价值,而对于金属废水处理、药物的分离纯化和天然药物有效成分的富集纯化等意义重大。     

功能化壳聚糖磁性微球的制备及其对Cr~(3+)、Ni~(2+)的吸附

以经SiO_2包覆的Fe_3O_4和4-氯苯基异氰酸酯修饰的壳聚糖为原料,六亚甲基双异氰酸酯(HDI)为连接剂,制得功能化Fe_3O_4@Si O_2-壳聚糖磁性微球(磁性微球C),并利用SEM、FTIR对其进行表征,考察了所得磁性微球C对Cr~(3+)和Ni~(2+)的吸附性能。结果表明:磁性微球C的平均粒径为520 nm左右且分散性好。对Cr~(3+)、Ni~(2+)的吸附在60 min内达到平衡,在吸附剂质量为0.2 g,Cr~(3+)浓度为2.5 mmol/L,p H=3.0时,Cr~(3+)的单位吸附量为191.1 mg/g;在Ni~(2+)浓度为0.1 mmol/L,pH=5.0时,Ni~(2+)的单位吸附量为4.725 mg/g。所测等温吸附数据既符合Langmuir模型,也符合Freundlich模型。     

壳聚糖吸附Cu~(2+)的动力学和热力学研究

实验选用壳聚糖为原料,研究壳聚糖对Cu~(2+)的吸附条件,探讨pH值,壳聚糖投加量,温度,吸附时间等因素对壳聚糖吸附性能的影响,并在不同吸附时间和不同温度下,从动力学和热力学两方面对其吸附性能进行探讨。结果表明,pH 4.0~5.0的条件下壳聚糖对Cu~(2+)的吸附能力最强;随着壳聚糖添加量的增加,其对Cu~(2+)的吸附能力逐渐增强,最佳用量均为4 000 mg/L;随着温度的增加,壳聚糖对Cu~(2+)的吸附能力逐渐增强,不同温度下的ΔG均小于零,且温度越高,ΔG越小,ΔH大于零。随着吸附时间延长,初始阶段吸附速率较快,此后趋于平衡,吸附动力学行为符合拟二级速率模型。     

氧化石墨烯-壳聚糖复合材料对Cu~(2+)吸附性能的研究

通过将氧化石墨烯(GO)分散液和壳聚糖(CS)酸溶液进行复合制备得到一种氧化石墨烯-壳聚糖复合吸附剂,研究了溶液pH、吸附时间、吸附剂用量、含铜废水初始浓度对废水中Cu~(~(2+))的吸附性能的影响,确定了复合吸附剂对Cu~(~(2+))的最佳吸附条件。结果表明,复合材料在溶液pH=5.0,吸附时间(振荡)80min,吸附剂用量25g,含铜废水初始质量浓度10mg/L时,复合吸附剂对Cu~(~(2+))的吸附效果最佳,去除率为87.5%,对低浓度含铜废水有较好的处理效果。     

木质素/壳聚糖共混膜的制备及对Cu~(2+)的吸附性能

以木质素和壳聚糖为原料,通过共混的方法制备了木质素/壳聚糖共混膜。对膜的物理性能分析表明:膜的平均厚度为0.196 mm,厚度均一;吸水溶胀率为3.76%。采用SEM对膜的微观形貌分析表明,膜的表面有均匀凸起。对Cu~(2+)的吸附性能分析表明,木质素/壳聚糖共混膜对Cu~(2+)的饱和吸附量为106μg/cm2。     

改性磁性壳聚糖微球的制备、表征及性能研究

以(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O、NH4Fe(SO4)2.12H2O和壳聚糖为原料,经羟丙基化、胺基化,采用一步包埋法制备了一种新型的多胺基化磁性壳聚糖微球。通过正交实验法确定了磁性微球的最佳制备条件,即搅拌速度1200r/min,壳聚糖用量3.0g,环氧氯丙烷用量2.5mL,乙二胺用量2.5mL。并用IR、TG、XRD和SEM对其结构及形貌进行了表征。结果表明,Fe3O4磁性粒子已包埋了一层胺基化壳聚糖。磁性微球胺基含量为2.302mmol/g;呈较规则的球形,平均粒径为209nm,且具有顺磁性和良好的耐酸性。     

非那西丁磁性分子印迹微球的制备及表征

利用溶剂热的方法制备了超顺磁氧化铁,采用经典的St9ber溶胶凝胶法对氧化铁进行双键改性,之后以非那西丁为模板分子,α-甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂(EGDMA),2,2偶氮二异丁腈为引发剂(AIBN),通过表面印迹法制备了磁性分子印迹聚合物(MIPs)。分别利用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外吸收光谱仪(FT-IR)、能谱仪及X射线衍射仪(XRD)对所制备的MIPs进行表征。     

磁性碳化秸秆吸附剂的制备及对Cu~(2+)的吸附性能研究

针对水体中重金属铜离子的污染,选用玉米秸秆进行磁性改性操作,用紫外光谱法测定了不同外界条件下磁性秸秆的最佳吸附量。通过结果分析发现磁改性后的玉米秸秆对铜离子吸附有着明显的提高,对低浓度的铜溶液也能产生良好的吸附效果。通过拟合得出磁性秸秆材料对铜离子的吸附过程符合Langmuir吸附模型和二级动力学模型。     

阴离子β-环糊精/Fe_3O_4磁性微球对Cu~(2+)的吸附

通过对β-环糊精(β-CD)改性制备了阴离子β-环糊精/Fe3O4磁性微球(β-CDM),并研究了β-CDM对Cu2+吸附的热力学、动力学及循环使用性能,借助数学拟合的方法得到了吸附热力学和动力学参数,探讨其吸附机理。研究表明,β-CDM对Cu2+的吸附是一个自发的放热过程,Langmuir与Freundlich等温吸附模型均适用于β-CDM对Cu2+的吸附研究,β-CDM对Cu2+的吸附经历颗粒外部扩散—孔隙扩散—吸附反应3个阶段,该吸附过程既存在物理吸附,又有化学吸附,在吸附温度298、308、318 K下得到的吸附速率常数分别为0.0906、0.1161、0.1674g·mmol-1·min-1,吸附表观活化能为24.12 kJ·mol-1,且随着介质中Cu2+平衡吸附量的增大,β-CDM对Cu2+的吸附驱动力由焓变转变为熵变。β-CDM重复利用8次后,对Cu2+的除去率由首次使用时的95.20%下降至88.21%。     

基于Cu~(2+)修饰Fe_3O_4磁性微球对尿液中左氧氟沙星吸附性能研究及应用

合成了金属离子固定的Fe_3O_4@SiO_2/IDA-Cu磁性微球,研究Cu⁽²⁺⁾对人尿液中左氧氟沙星的特异性吸附、富集、探讨金属亲和机制,并建立一种全新的磁固相萃取-高效液相色谱(MSPE-HPLC)的快速检测分析方法。对磁性微球用量、吸附时间、不同洗脱溶剂以及洗脱时间4种主要参数进行了优化,液相色谱条件确定为:Agilent HC-C_(18)(4.6 mm×250 mm,5μm)色谱柱,乙腈∶0.1%甲酸水溶液=15∶85为流动相,流速1.0 mL/min,柱温25℃,检测波长264 nm。结果表明,尿液样品中左氧氟沙星在0.5～99.58μg/mL范围内线性关系良好(r=0.999 8)。方法操作简便、选择性强且能有效地降低尿液样品中基质的干扰,为快速检测尿液中左氧氟沙星提供了一种新方法。     

基于Cu~(2+)修饰Fe_3O_4磁性微球对尿液中左氧氟沙星吸附性能研究及应用

合成了金属离子固定的Fe_3O_4@SiO_2/IDA-Cu磁性微球,研究Cu~(2+)对人尿液中左氧氟沙星的特异性吸附、富集、探讨金属亲和机制,并建立一种全新的磁固相萃取-高效液相色谱(MSPE-HPLC)的快速检测分析方法。对磁性微球用量、吸附时间、不同洗脱溶剂以及洗脱时间4种主要参数进行了优化,液相色谱条件确定为:Agilent HC-C_(18)(4.6 mm×250 mm,5μm)色谱柱,乙腈∶0.1%甲酸水溶液=15∶85为流动相,流速1.0 mL/min,柱温25℃,检测波长264 nm。结果表明,尿液样品中左氧氟沙星在0.5～99.58μg/mL范围内线性关系良好(r=0.999 8)。方法操作简便、选择性强且能有效地降低尿液样品中基质的干扰,为快速检测尿液中左氧氟沙星提供了一种新方法。     

壳聚糖-氢氧化铝复合材料吸附Cu~(2+)的动力学研究

实验以六水合氯化铝和壳聚糖为原料采用共沉淀法制备了壳聚糖-氢氧化铝复合材料,通过FTIR、TG对其结构和热稳定性进行了表征,并观测了其外观形态。实验研究了壳聚糖-氢氧化铝复合材料对水溶液中Cu~(2+)的吸附性能,探讨了Cu~(2+)不同浓度、吸附温度、吸附时间等反应条件对吸附性能的影响。实验结果表明,原料六水合氯化铝和壳聚糖质量配比为1∶3时,制备的壳聚糖-氢氧化铝复合材料吸附效果最好;Cu~(2+)浓度在(0~0.01)mol/L范围内吸附效果良好;平衡吸附时间为24 h;TG结果表明,壳聚糖-氢氧化铝复合材料的热稳定性增高,增高了40℃;吸附性能增强,增强了20%;壳聚糖-氢氧化铝复合材料对Cu~(2+)的吸附遵循准二级动力学模型。