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)。     

新型淀粉基水凝胶对Cu~(2+)、Pb~(2+)吸附性能的研究

以淀粉、AA(丙烯酸)和p-CPMA(N-对羧基苯基马来酰胺酸)为原料,合成了具有吸附金属离子能力的Starch-g-P(AA-co-p-CPMA)(淀粉-g-聚丙烯酸-N-对羧基苯基马来酰胺酸水凝胶)新型接枝共聚物。研究该水凝胶在不同吸附条件下对重金属离子Cu~(2+)、Pb~(2+)的吸附性能,通过FT-IR、SEM、XPS对水凝胶吸附重金属离子前后进行表征。研究结果表明:所制备的水凝胶是一种具有多孔网络结构的高分子聚合物,其对金属离子的吸附机制为离子交换作用;对Cu~(2+)、Pb~(2+)的吸附量随溶液pH、吸附时间、金属离子初始浓度增大而增大;干扰离子试验证明该水凝胶对Pb~(2+)具有良好的吸附性,重复使用4次后吸附量仍较高。     

金属离子及羧基单体对PAM水凝胶性能的影响

将丙烯酰胺(AM)与羧基单体共聚,并浸泡在阳离子溶液中制备了一系列双网络水凝胶。采用SEM、FTIR以及TGA表征了水凝胶的微观结构以及离子键强度,借鉴橡胶弹性理论计算了水凝胶的有效交联密度和有效交联点间的相对分子质量,利用电子拉力机考察了金属离子和羧基单体对水凝胶拉伸强度的影响。结果表明,单网络水凝胶网络结构不均匀,强度仅为3.3kPa;Ca~(2+)、Fe~(2+)、Cu~(2+)与羧基双齿配位,水凝胶强度提高至43、54、22 kPa;Fe~(3+)与羧基三齿螯合,网络结构最致密,拉伸强度高达6123 kPa。此外,AM与衣康酸和丙烯酸共聚所得水凝胶强度均大于4.0 MPa,而与马来酸共聚仅为1.0 MPa。Fe~(3+)的引入不仅提高了水凝胶的力学性能,还赋予了水凝胶自愈合性能,愈合后的水凝胶抗拉强度可达130 kPa。     

新型聚合物网络水凝胶制备及其吸附性能研究

为同步吸附复合污水中的重金属离子及含酚化合物,利用半胱氨酸接枝改性β-环糊精(β-CD)得到巯基接枝β-环糊精(β-CD-Cys),氧化偶合反应巯基得到二硫键交联型新型聚合物网络水凝胶。通过红外光谱(IR)、核磁共振谱(~1H NMR)结合扫描电镜(SEM)表征其中间及最终产物,考察新型水凝胶热稳定性能和溶胀性能,并测试其分子-离子同步识别性能。结果表明,设计的反应路线合理,成功制得新型聚合物网络水凝胶,该新型水凝胶具有良好的热稳定性、溶胀性。同步去除重金属离子和含酚污染物的性能较优,对Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cr~(3+)、Zn~(2+)和苯酚的最大吸附量分别为172.16、465.56、65.98、187.55、46.55mg×g~(-1)。新型聚合物网络水凝胶对重金属离子及苯酚的吸附符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir吸附等温线。     

半纤维素水凝胶的制备及功能性研究

半纤维素是指不同类型的植物中含量有明显不同的由不同糖基团构成的多糖。本文采用半纤维素制备半纤维素基智能水凝胶。通过自由基共聚的方式,来接枝制备半纤维素丙烯酸水凝胶。按照MBA(N,N-亚甲基双丙烯酰胺)、AA(丙烯酸)与XH(半纤维素)的不同配比制得水凝胶。并测定水凝胶在不同pH值及有机溶液中的溶胀率,通过实验结果得出了水凝胶在pH值为2.0的酸性条件下达到了一个良好的溶胀效果。并且对所制备的水凝胶考察其对废水中铜、镍离子的吸附性能,实验结果表明水凝胶可以吸附一定量的铜离子和镍离子,有一定的脱除重金属离子作用。但是随着时间的延长,溶液中铜、镍离子浓度又会增加,表明当金属离子在水凝胶表面达到吸附平衡后又会进行脱附,致浸泡水凝胶的溶液中的铜离子和镍离子浓度降低。     

Fe-Al混合电极电解法处理含铬污水

电解法处理含铬污水已用于生产多年,但由于处理后的水中Fe~(2+)含量较高,它易氧化为Fe~(3+)而生成Al(OH)_3,所以处理后的水易变黄、变浑,影响回用。利用Fe—Al混合电极,由于Al电极生成Al(OH)_3吸附Fe~(2+)共同沉淀,从而减少水中Fe~(2+)的含量。同时Fe(OH)_3可吸附分散状态的悬浮颗粒呈粗大的凝聚体而沉淀,因而泥渣较易     

壳聚糖交联聚甲基丙烯酸水凝胶对二价铜离子的吸附

以甲基丙烯酸为单体、壳聚糖为交联剂、过硫酸钾为引发剂,通过自由基聚合制备了聚甲基丙烯酸水凝胶,利用扫描电镜对水凝胶内部结构进行表征。考察了Cu~(2+)质量浓度、水凝胶质量、水凝胶中壳聚糖质量分数、溶液pH值、吸附温度及时间等不同条件对水凝胶吸附Cu~(2+)吸附量的影响。发现当Cu~(2+)质量浓度越大、水凝胶质量越小、吸附时间越长时,水凝胶对Cu~(2+)吸附量越大;壳聚糖质量分数为7%、吸附溶液pH值为6、吸附温度为25℃时,水凝胶对Cu~(2+)吸附量较大。     

用错合剂的滴定(螯合剂滴量法)V在用铬黑T指示剂时铝和铁的遮蔽现象

在Mg、Zn、Cd及Mn测定中,于Al存在下用Ⅲ号错合剂(E.D.T.A.二钠盐)溶液及铬黑T指示剂滴定时,加入纯三乙醇胺N(CH_2CH_2OH)_3(Ⅰ)遮蔽Al。测定Mn~(2+)时向溶液中加入少量的NH_2OH·HCl以防Mn~(3+)的错合物与Ⅰ氧化为Mn~(3+)(绿色的错合物与Ⅰ能氧化指示剂)。当有≤10毫克的Fe~(3+)时加入Ⅰ和KCN也能遮蔽Fe~(3+)。将含Mg~(2+)和(至多)120毫克的Al的溶液冲淡到至250—300毫升。加入0.5～1克的     

几种金属离子液相催化氧化SO_2研究

在云南治炼厂硫酸车间,以含SO_20.1～0.2％的尾气,进行Fe~(2+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)、Al~(3+)离子液相催化氧化SO_2的试验,气量8～11m~3/h。试验表明:当采用单金属离子时,其适宜浓度分别为FeSO_41％,MnSO_4 0.5％,ZnSO_40.5％,Al_2(SO_4)_90.5％或3％。几种金属离子液相催化氧化能力顺序为:Mn~(2+)>Fe~(2+)>Zn~(2+)>Al~(3+)。当使用四种金属离子的混合液时,其最佳或分为FeSO_41％、MnSO_40.5％、ZnSO_40.5％、Al_2(SO~4)_3 3％。混合液对烟气的净化效率优于单金属离子溶液。     

基于RCOO~(-+)N(CH_3)_3R'型两性树脂法的MDEA溶液离子净化研究

以RCOO~(-+)N(CH_3)_3R'为功能基团制备了一种两性交换树脂,对其孔结构、交换容量以及红外进行表征测试,通过阴阳离子的静态吸附实验,研究其对MDEA溶液中Fe~(3+)和C_2O_4~(2-)的等温吸附性能、吸附热力学以及动力学特性。结果表明,该树脂中两性基团含量基本相等,以介孔结构为主;等温吸附行为符合Langmuir模型,以内盐键为主要吸附位点等当量的吸附阴阳离子,对高价离子和有机酸根离子具有更高的吸附选择性;Fe~(3+)和C_2O_4~(2-)在两性树脂上的吸附符合以外扩散为控制步骤的Lagergren拟二级吸附模型,是混乱度减小的自发放热过程。     

一种用于检测铁(Ⅲ)的新型荧光水凝胶

出于对环境保护和身体健康的关切,检测水中尤其是饮用水中的金属离子的含量是很重要的。首先通过席夫碱反应用二苯甲酮(BP)对枝化聚乙烯亚胺(PEI)进行端基修饰,成功合成了一种二苯甲酮修饰的亚胺荧光聚合物PEI-BP;然后将PEI-BP溶于丙烯酸(AA)、2-丙烯酸-2-甲氧基乙酯(MEA)和聚乙二醇丙烯酸甲酯(PEGA)溶液中进行原位聚合,得到一种荧光水凝胶PEI-BP@PEGMA(PEI-BP@PEGA-co-MEA-co-AA)。采用红外光谱、核磁共振氢谱和荧光光谱对荧光聚合物与凝胶的结构和性质进行了表征和研究。结果表明,该水凝胶具有良好的荧光性能,并在pH值=2～6的酸性条件下具有良好的稳定性。Fe~(3+)对PEI-BP@PEGMA的荧光具有猝灭作用,Fe~(3+)浓度与荧光强度呈线性关系。因此,PEI-BP@PEGMA可以应用于Fe~(3+)检测,其检测限为8.22μmol。另外,PEI-BP@PEGMA对Fe~(3+)的响应性具有良好的抗干扰能力,在Fe~(3+)与其他离子共存的条件下,仍能做出准确检测。这表明PEI-BP@PEGMA在金属离子检测和环境保护领域具有潜在的应用前景。     

叔胺化吸附树脂的制备及吸附 对甲基苯甲酸性能研究

采用悬浮聚合法合成对氯甲基苯乙烯聚合物(CMPS),再与二甲胺反应制备叔胺化吸附树脂(CMPS-N(CH_3)_2),并进行SEM、N_2吸附-脱附、FTIR表征,考察了CMPS-N(CH_3)_2对对甲基苯甲酸的吸附性能。结果表明:CMPS叔胺化反应后,树脂表面变得平滑,比表面积和平均孔径略有下降。在乙烯与对氯甲基苯乙烯的体积比为1∶1,树脂与水的比例(g·ml~(-1))为1∶1 000,吸附时间24 h,吸附温度25℃条件下,CMPS-N(CH_3)_2对对甲基苯甲酸的平衡吸附量为215.66 mg·g~(-1)。     

柚皮化学改性及其对Fe~(3+)、Zn~(2+)吸附性能的研究

利用异丙醇和氢氧化钠对柚皮进行化学改性,发现其对Fe~(3+)和Zn~(2+)的吸附能力大大提高,而且经两种试剂处理后的柚皮,比单独用异丙醇处理的吸附性能更好。经异丙醇和氢氧化钠处理后的吸附剂对Zn~(2+)的吸附量随着Zn~(2+)浓度增大而增大,当Zn~(2+)浓度达到0.75×10~(-3)mol/L后趋于平衡;且对Fe~(3+)的吸附量也随Fe~(3+)浓度增大而增大,达到0.13×10~(-3)mol/L后,渐趋平衡。当吸附剂量达到0.08 g后,对Fe~(3+)的吸附效率趋于平衡。当吸附剂的量达到0.06 g后,对Zn~(2+)的吸附达到吸附平衡。由此,可以根据吸附后的金属离子浓度要求,选择合适的吸附剂量,这样既节约成本,又提高效率,且柚皮价格便宜,为绿色原料,对环境无污染。     

负载亚铁氰化钴钾废弃皮革吸附剂对Rb(Ⅰ)的吸附

将亚铁氰化钴钾负载于经碱水解后的废弃皮革上,制备了一种铷离子吸附剂(KCoFC-AWL)。采用SEM、FTIR、XPS和XRD等对其进行了表征。考察了Co(NO_3)_2·6H_2O和K4Fe(CN)_6·3H_2O的质量比、溶液pH、铷离子(Rb~+)初始质量浓度、吸附剂用量和接触时间对吸附效果的影响。结果表明:m[Co(NO_3)_2·6H_2O]∶m[K_4Fe(CN)_6·3H_2O]=3∶4时,制备的0.09 g吸附剂对pH为7、Rb~+初始质量浓度为20 mg/L的Rb~+溶液的吸附率为93.55%,且于6 h达吸附平衡。探究发现,Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型能更好地描述Rb~+在吸附剂上的吸附行为。以1.5 mol/L KCl作为脱附剂,脱附率达90%以上。将该吸附剂用于提取盐湖卤水中的Rb~+,当pH=7时,吸附率为51.19%,该吸附剂具有潜在的实用价值。     

胶磷矿与白云石分离的溶液化学

从分析Fe~(3+)—H_3PO_4—H_2O、Ca~(2+)—H_3PO_4—H_2O、Mg~(2+)—H_3PO_4—H_2O、Ca~(2+)—H_2CO_3—H_3PO_4—H_2O、Mg~(2+)—H_2CO_3—H_3PO_4—H_2O、Ca~(2+)—H_2CO_3—H_2O、Mg~(2+)—H_2CO_3—H_2O、Ca~(2+)—Mg~(2+)—H_2CO_3—H_2O等体系的热力学平衡出发,以较新的平衡常数,自由能等数据为依据,讨论了溶液—矿物(纯化学组成)的溶解、吸附现象。考虑到空气中CO_2对矿物溶解和吸附特性的影响,提出以“金属离子—络合配体”的方法增大矿物表面性质差异实现胶磷矿和白云石的浮选分离。     

Ni~(2+)-Fe~(3+)-CO_3~(2-)-LDHs亲油改性及其除油性能研究

尿素作为沉淀剂,采用均相沉淀技术制备了Ni~(2+)-Fe~(3+)-CO_3~(2-)-LDHs层状材料。以Ni~(2+)-Fe~(3+)-CO_3~(2-)-LDHs作为前驱体,分别与NaCl、十二烷基磺酸钠(CH_3(CH_2)_(11)SO_3Na)进行离子交换反应得到Ni~(2+)-Fe~(3+)-CH_3(CH_2)_(11)SO_3~--LDHs新型吸附剂材料,成功实现了将CH_3(CH_2)_(11)SO_3~-负载到Ni~(2+)-Fe~(3+)-LDHs层状材料,对Ni~(2+)-Fe~(3+)-CO_3~(2-)-LDHs进行亲油改性,研究表明该改性后的材料为介孔材料,其比表面积为196.2 m~2/g,平均孔径为18.3 nm。利用Ni~(2+)-Fe~(3+)-CH_3(CH_2)_(11)SO_3~--LDHs复合材料对含油污水进行处理,实验表明十二烷基磺酸根离子插层Ni~(2+)-Fe~(3+)-LDHs后的产物增强了LDHs的亲油吸附性能,其饱和吸附量为6.57μL/g。     

镍铝层状双金属氢氧化物的亲油改性及其吸油性能

Ni^(2+)与Al^(3+)物质的量比为3∶1,尿素为沉淀剂,通过水热合成技术制备镍铝层状双金属氢氧化物层状材料(Ni^(2+)-Al^(3+)-CO_3^(2-)-LDHs)。以Ni^(2+)-Al^(3+)-CO_3^(2-)-LDHs为前驱体,分别与Na Cl和十二烷基磺酸钠[CH_3(CH_2)_(11)SO_3Na]进行离子交换反应得到Ni^(2+)-Al^(3+)-CH_3(CH_2)_(11)SO_3^--LDHs新型吸附剂材料。将CH_3(CH_2)_(11)SO_3^-亲油客体负载到Ni^(2+)-Al^(3+)-LDHs层状材料层间,实现镍铝层状双金属氢氧化物的亲油改性。利用Ni^(2+)-Al^(3+)-CH_3(CH_2)_(11)SO_3^--LDHs复合材料对含油污水进行处理,结果表明,镍铝层状双金属氢氧化物亲油改性后增强了LDHs的亲油吸附性能。     

细菌纤维素制备及吸附金属离子的研究进展

细菌纤维素(BC)是一种由微生物发酵技术制备的纤维素,分子内存在大量的羟基,具有超细网状纳米纤维结构,比表面积高,其独特的结构和物理化学性质对溶液中金属离子吸附性能起着重要作用。为了加快BC的发展及其对重金属吸附的应用,首先介绍了影响细菌纤维素的制备因素,例如:菌种、常用碳源及添加助剂。其次重点介绍了BC对Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(6+)及其他金属离子(如Pd~(2+)、Ag~+、Au~(3+)、Fe~(2+)、Sb~(3+))等的吸附性能。然后对BC吸附金属离子机理进行了综述。最后,对BC的应用前景进行了展望。     

一种新型罗丹明类双通道荧光探针及其对Fe~(3+)和Cu~(2+)的选择性识别研究

以罗丹明B、水合肼和吡啶-2-甲醛为反应物,合成了一种新型的罗丹明类Fe~(3+)和Cu~(2+)双通道分子探针(Fluorescent probe,FP),并用核磁和质谱对其分子结构进行了表征。利用荧光分光光度计和紫外可见分光光度计研究了FP对Fe~(3+)、Cu~(2+)等14种金属离子的识别性能。研究结果表明,在V(CH_3OH)∶V(H_2O)=1∶1体系中,当选用荧光光谱分析时,探针FP对Fe~(3+)具有良好的选择性响应,且Fe~(3+)浓度在2~30μmol/L时,探针荧光强度与Fe~(3+)浓度呈线性关系,线性相关系数为0.998。当选用紫外可见光谱分析时,探针FP对Cu~(2+)具有很好的选择性响应,且当Cu~(2+)浓度为0~9μmol/L时,探针FP的吸光度与Cu~(2+)浓度呈线性关系,线性相关系数为0.999。     

海藻酸钠负载聚乙烯亚胺功能球对Cu~(2+)吸附研究

以海藻酸钠-聚乙烯亚胺均相水溶胶为前驱体,用溶胶-凝胶法制备了毫米级(2.8~3 mm)海藻酸钠负载聚乙烯亚胺(SA-PEI)功能球,考察了pH、吸附时间、初始浓度、温度对Cu~(2+)吸附过程的影响。结果表明,SA-PEI功能球对Cu~(2+)最佳吸附pH为5.5,吸附平衡时间为36 h,吸附Cu~(2+)为自发、吸热、熵增过程;吸附动力学过程遵循拟二级动力学模型,吸附符合Freundlich等温模型,且在实验浓度范围内,功能球对Cu~(2+)最大吸附量为260.5 mg/g;吸附饱和的SA-PEI功能球可以用EDTA-2Na溶液很好的脱附,6次吸附-脱附后仍保持较好的吸附活性。