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。     

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。     

硫代酰胺基螯合纤维的合成及其吸附性能研究

以腈纶为起始原料,分别经水合肼、乙二胺、二乙烯三胺预交联后,以N,N-二甲基甲酰胺作溶剂与硫化钠反应,合成了三种携硫代酰胺功能基可达6.8mmol/g(干纤维)的螯合功能纤维。探讨了溶剂、反应温度、反应时间、pH等对反应产物的影响,利用红外光谱、元素分析、热稳定分析、重量分析等对该螯合纤维的结构、性能等进行了表征,并就其对金属离子的吸附性能进行了研究。结果表明:螯合纤维对Au3+、Ag+、Pd2+等贵金属离子具有良好的吸附性,对Ag+的吸附容量可达1510mg/g(干纤维),对Au3+、Pd2+的吸附容量分别为800mg/g(干纤维)和21.2mg/g(干纤维)。     

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。     

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。     

对苯乙烯磺酸钠功能化聚砜接枝膜的制备及对Pb~(2+)的吸附特性

采用相转化法制得氯甲基化聚砜(CMPSF)不对称多孔基膜,以乙二胺对基膜进行化学改性,利用—NH2/S2O82-表面引发体系,使单体对苯乙烯磺酸钠(SSS)接枝聚合,制得多孔接枝膜PSF-g-PSSS。通过静态吸附法研究接枝膜对重金属离子Pb~(2+)的吸附性能。结果表明,在温度70℃,过硫酸铵的浓度0.4%的条件下反应18 h时,聚合物PSSS的接枝度最大,为0.7 mg/cm~2。凭借强烈的静电相互作用,接枝膜PSF-g-PSSS对重金属离子Pb~(2+)表现出强的吸附能力,饱和吸附容量高达0.83 mmol/cm~2。     

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。     

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)。     

低碳钢—硫酸—硫脲缓蚀体系的研究

本文用分光光度法研究A3钢在硫酸溶液C(1/2H_2SO_4)=1.0mol·dm~(-3)中的腐蚀速率、硫脲对低碳钢-硫酸体系的缓蚀作用、Hg~(2+)、Sn~(2+)、Cd~(2+)等阳离子对A3钢在浓度C(1/2H_2SO_4)=1.0mol·dm~(-3)的硫酸溶液中腐蚀速率和硫脲的缓蚀作用的影响。在25.6℃至55.5℃范围内,硫脲的缓蚀作用随浓度的上升而增强。当浓度达到C(CH_4N_2S)=2×10~(-3)mol·dm~(-3)后,缓蚀率达到极限值。表面反应为腐蚀速率的控制步骤,硫脲在低碳钢表面上的吸附符合Freundlich等温方程式。Hg~(2+)及Sn~(2+)是硫脲的协同缓蚀剂,而Cd~(2+)对硫脲的缓蚀率无影响。     

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。     

含乙氧甲酰甲氨基咪唑杯[4]芳烃的合成及其水相体系中对Al3+和Ag+的荧光识别

该文以二溴丁氧基杯[4]芳烃和取代的1H-咪唑为原料合成了乙氧甲酰甲氨基咪唑杯[4]芳烃(M),采用红外、核磁、质谱对所合成化合物进行了结构表征;采用紫外吸收光谱和荧光发射光谱,在体积比为3∶7的甲醇/水混合溶液(Tris-HCl缓冲溶液,pH=6.5)中考察了M对常见金属离子的识别性能。结果发现,化合物M以1∶1的络合比对Al~(3+)进行选择性识别,且识别行为不受其他常见金属离子的干扰;化合物M以1∶2的络合比与Ag~+络合,当Al~(3+)作为干扰离子且浓度高于Ag~+时,对M与Ag~+的识别产生干扰。即,当Al~(3+)和Ag~+同时存在时,化合物M与Al~(3+)具有更好的识别选择性。     

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     

对苯乙烯磺酸钠功能化聚砜接枝膜的制备及对Pb~(2+)的吸附特性

采用相转化法制得氯甲基化聚砜(CMPSF)不对称多孔基膜,以乙二胺对基膜进行化学改性,利用—NH2/S2O82-表面引发体系,使单体对苯乙烯磺酸钠(SSS)接枝聚合,制得多孔接枝膜PSF-g-PSSS。通过静态吸附法研究接枝膜对重金属离子Pb⁽²⁺⁾的吸附性能。结果表明,在温度70℃,过硫酸铵的浓度0.4%的条件下反应18 h时,聚合物PSSS的接枝度最大,为0.7 mg/cm(2+)的吸附性能。结果表明,在温度70℃,过硫酸铵的浓度0.4%的条件下反应18 h时,聚合物PSSS的接枝度最大,为0.7 mg/cm²。凭借强烈的静电相互作用,接枝膜PSF-g-PSSS对重金属离子Pb2。凭借强烈的静电相互作用,接枝膜PSF-g-PSSS对重金属离子Pb⁽²⁺⁾表现出强的吸附能力,饱和吸附容量高达0.83 mmol/cm(2+)表现出强的吸附能力,饱和吸附容量高达0.83 mmol/cm²。     

聚苯乙烯-烯丙基硫脲/二氧化钛复合材料的制备及吸附性能的研究

以苯乙烯、丙烯基硫脲和纳米二氧化钛为原料,经聚合反应制备了聚苯乙烯-烯丙基硫脲/二氧化钛复合材料。采用红外光谱法、扫描电镜、X射线能谱法对其结构及元素组成进行了分析。以这种复合材料作为固相萃取填料,对重金属离子进行吸附试验,并以ICP-MS为检测手段,分别考察了流速和洗脱液对该填料吸附性能和回收率的影响。结果表明:这种复合材料对Ag+、Pb2+和Cr3+的吸附容量分别为13.51 mg/g、12.42 mg/g和5.30 mg/g,SPE/ICP-MS联用的这种方法的最低检出限分别为0.771、0.849和0.497μg/L。     

高吸附量纤维素膜的制备及其对Pb2+的吸附性能

以纤维素为原料,氢氧化钠、尿素、硫脲为溶剂体系制备纤维素膜,研究凝固浴的种类、H2SO4体积分数、凝固温度和凝固时间对纤维素膜吸附Pb~(2+)的影响。采用准二级动力学模型研究吸附速率的快慢;采用SEM、比表面积和平均孔径、FTIR和XRD分析纤维素膜的结构和吸附机理;采用TG对纤维素膜的热性能进行分析。结果表明,以体积分数为7%的H2SO4为凝固浴、凝固温度为40℃、凝固时间为120min时,纤维素膜对Pb~(2+)的吸附量达到最大,为343.0mg/g。纤维素膜吸附Pb~(2+)符合准二级动力学模型。纤维素膜由表面致密变为含有孔洞的结构,吸附Pb~(2+)后孔洞被填满,纤维素膜中的C=O键和N—H键与Pb~(2+)产生螯合作用。纤维素膜中部分纤维素结晶型由Ⅰ型转变为Ⅱ型,结晶度降低;纤维素膜的热稳定性高于纤维素。     

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。     

单价选择性电渗析处理酸性重金属废水试验研究

采用单价选择性离子交换膜电渗析对污酸中的重金属离子进行分离。考察了电流密度、流量、电压及酸度对H~+、Zn~(2+)和Cd~(2+)分离效率的影响。结果表明,污酸酸度(质量分数)为5%,Zn~(2+)和Cd~(2+)初始质量浓度分别为20、5mg/L,电流密度为25 m A/cm~2,淡水室和浓水室流量均为15 L/h,电渗析装置运行168 min时,淡水室中H~+透过率为85%,Zn~(2+)和Cd~(2+)泄漏率均为12.86%,重金属离子截留率较高,达到分离污酸中重金属离子的目的。     

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。     

活性炭纤维对水溶液中金属离子的吸附

本文较系统阐述了活性炭纤维(VNACF)对水溶液中金属离子(特别是Hg~(2+))的吸附——解吸附特征。结果表明,对Hg~(2+)吸附,VNACF比AC具有较高吸附速度和较大吸附量,其吸附量还受吸附条件(如温度、浓度、pH值)影响。在动态吸附Hg~(2+)时,没有漏吸现象,而且溶液流速增大也不会产生压密化现象而增加流动阻力。吸附Hg~(2+)后的VNACF可用先酸后碱法再生,并可多次循环使用。它适用于除去工业废水中Hg~(2+)离子,防止环境污染。     

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。