Eu（Ⅲ）在Na基高庙子膨润土上的吸附作用：实验和构模研究

采用连续电位滴定法研究了不同离子强度下Na基高庙子膨润土（Na-BNT）的表面酸、碱性质;用批式法研究了温度为22±2℃时,离子强度从0．001到0．5mol／L、Eu（Ⅲ）浓度从10曲到10^-4mol／L、pH从3到10．5的广泛实验条件下,Eu（Ⅲ）在Na．BNT上的吸附作用;通过考虑发生在层间位点（1ayersites）和边位点（edgesites）上的表面反应,对比了双层静电模型与非静电模型对宏观实验数据的描述,结果表明,双层静电模型可以描述Na基高庙子膨润土的表面酸碱性质,但对除I=0．1mol／L以外其他离子强度下Eu（Ⅲ）的吸附难以作出合理描述;非静电模型可以定量描述广泛实验条件下Eu（Ⅲ）在Na基高庙子膨润土上的吸附作用,但对pH〉8时Na基高庙子膨润土的表面酸碱性质的描述不够理想;研究结果为解释和预N＋3价镧系和锕系元素在高庙子膨润土上的吸附作用提供了模型参考．     

静态法和X射线吸收精细结构光谱技术研究腐殖酸对Eu(Ⅲ)在高庙子膨润土上的吸附影响

膨润土由于其高吸附性和低渗透性而受到广泛的研究.在本文中,利用XRD、FTIR和酸碱滴定对我国内蒙古高庙子膨润土进行了详细的表征和分析.用静态法研究在温度为25±2℃和0.01mol/L NaClO4溶液中,pH值、腐殖酸、接触时间和Eu(Ⅲ)初始浓度对Eu(Ⅲ)在钠基膨润土上的吸附影响.研究结果表明Eu(Ⅲ)的吸附受pH值影响明显.在低pH值条件下,腐殖酸对Eu(III)的吸附影响微弱,而在高pH值条件下腐殖酸降低Eu(Ⅲ)的吸附.X射线吸收精细结构光谱(XAFS)技术对吸附在膨润土上的Eu(Ⅲ)局域微观结构研究结果表明,在pH为4.15条件下,Eu在膨润土上与其周围的氧原子间的距离大约为2.39.本文中的研究结果对于评估其他三价镧系和锕系元素在作为填充材料的膨润土上的吸附和迁移具有重要的意义.     

静态法和X射线吸收精细结构光谱技术研究腐殖酸对Eu(III)在高庙子膨润土上的吸附影响

膨润土由于其高吸附性和低渗透性而受到广泛的研究. 在本文中, 利用XRD、FTIR和酸碱滴定对我国内蒙古高庙子膨润土进行了详细的表征和分析. 用静态法研究在温度为25± 2 ℃和0.01 mol/L NaClO4溶液中, pH值、腐殖酸、接触时间和Eu(III)初始浓度对Eu(III)在钠基膨润土上的吸附影响. 研究结果表明Eu(III)的吸附受pH值影响明显. 在低pH值条件下, 腐殖酸对Eu(III)的吸附影响微弱, 而在高pH值条件下腐殖酸降低Eu(III)的吸附. X射线吸收精细结构光谱(XAFS)技术对吸附在膨润土上的Eu(III)局域微观结构研究结果表明, 在pH为4.15条件下, Eu在膨润土上与其周围的氧原子间的距离大约为2.39 Å. 本文中的研究结果对于评估其他三价镧系和锕系元素在作为填充材料的膨润土上的吸附和迁移具有重要的意义.     

Se(Ⅳ)在北山花岗岩上的吸附

采用批式法研究了粉碎的甘肃北山花岗岩样品(BS03,600 m)对Se(Ⅳ)的吸附作用.实验结果表明:在pH 3-7范围内,Se(Ⅳ)的吸附分配比(Kd)基本不随pH变化;当pH＞7时,Se(Ⅳ)在北山花岗岩上的Kd随pH的增大而减小.Se(Ⅳ)在北山花岗岩上的吸附不随离子强度变化.北山地下水条件下的Ca2+(4.10× 10-3 mol· L-1)和SO42- (3.17×10-3 mol·L-1)对Se(Ⅳ)的吸附没有影响.此外,Se(Ⅳ)/Eu(Ⅲ)/北山花岗岩三元吸附体系的实验结果表明,Se(Ⅳ) (1.46× 10-5 mol·L-1)和Eu(Ⅲ)(3.33×10-6 mol·L-1)在北山花岗岩上的吸附作用相互之间没有表观影响.通过假定HSeO3-在广义的吸附位点(三)SOH上发生了生成(三)SHSeO3和(三)SSeO3-的两个表面配位反应,定量解释了Se(Ⅳ)的吸附实验结果.     

Eu(III)在北山花岗岩上的吸附作用

用电位滴定法研究了甘肃北山花岗岩(BS03,600m)的酸、碱性质,用批式法研究了Eu(III)在该花岗岩上的吸附行为.实验结果表明:在离子强度I=0.1M的NaCl溶液中,北山花岗岩的pHPZNPC为9.4,当I增大至0.4M时,pHPZNPC为9.0.不同离子强度下花岗岩的电位滴定曲线与类似条件下蒙脱石的相仿.Eu(III)在北山花岗岩上的吸附分配比(Kd)随pH、离子强度和Eu(III)浓度的变化而变化.在低pH范围,Eu(III)的Kd值随离子强度的增大显著减小,而在高pH值范围,离子强度对Kd的影响甚微.用模型定量解释了Eu(III)在北山花岗岩上的吸附随pH、离子强度和Eu(III)浓度而变化的实验数据,该模型包含Eu3+与花岗岩发生的阳离子交换反应以及Eu(III)与花岗岩表面羟基发生两个内层表面配合反应(inner-sphere surface complexation reactions).用所建模型对离子强度为0.1M时Eu(III)在北山花岗岩上的吸附行为作了预测,并与文献报道的类似条件下Am(III)在北山花岗岩上的吸附实验数据作了比较.     

以Eu（Ⅲ）作荧光探针时间分辨荧光法测定吡哌酸

建立了一种以Eu(Ⅲ)作为荧光探针,时间分辨荧光法测定吡哌酸的新方法。吡哌酸和Eu(Ⅲ)配合后在受到紫外光激发时发生分子内能量转移,配合物发射铕离子的特征荧光。以荧光强度进行条件优化,结果表明,在pH 8.2的缓冲溶液中,加入适量阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)后,体系荧光强度大大增强。方法的检出限(3σ)为2×10-8mol/L,测定精度RSD为0.62%(2×10-6mol/L,n=11)。吡哌酸溶液在5×10-8~5×10-6mol/L范围内线性关系良好。该方法可用于吡哌酸片剂及尿液中痕量吡哌酸的测定,药片测定结果与药典方法基本一致。     

双量子点纳米复合物NO比率荧光探针的合成与应用

通过静电吸附作用,合成了CdSe@SiO_2-CdTe双量子点的纳米复合物.一氧化氮(NO)与CdTe量子点表面Cd离子结合形成Cd-NO复合物,引起CdTe量子点荧光猝灭,而不影响CdSe量子点的荧光.当NO浓度在0.1~2.2μmol/L之间变化时,该探针荧光强度比值I_(603)/I_(532)符合线性关系(R=-0.995 4),从而实现对NO的定量检测.     

基于聚硫堇和纳米银固定酶的葡萄糖生物传感器

用循环伏安法将电子媒介体硫堇电聚合在玻碳电极表面上,使其表面形成均匀的带负电的聚硫堇膜,通过静电吸附作用吸附表面带正电荷的纳米银溶胶,接着通过静电吸附带负电的葡萄糖氧化酶,最后用聚硫堇包埋电极,从而制得性能优良的葡萄糖氧化酶(GOD)生物传感器。实验发现传感器氧化峰电流与葡萄糖的浓度在1.0×10-8~5.0×10-6mol/L(r=0.9963)范围内呈良好线性关系,检出限为5.0×10-9mol/L(S/N=3)。     

Eu(Ⅲ)在蒙脱石上的吸附及碳酸根和磷酸根对其吸附的影响

锕系核素在处置库围岩和缓冲回填材料中的吸附和迁移参数是处置库安全评价的重要数据模块之一，而Eu(Ⅲ)由于其与三价锕系元素An(Ⅲ)相似的离子半径和化学性质常被用于模拟三价锕系元素的化学行为。本文通过批式吸附实验研究了固液比、接触时间、离子强度、pH、碳酸根及磷酸根等对Eu(Ⅲ)在蒙脱石上吸附的影响，重点关注了吸附机理和表面种态。研究结果表明，低pH时Eu(Ⅲ)在蒙脱石上的吸附方式为外层配位吸附，近中性时为内层配位吸附，高pH时则以表面沉淀的方式被吸附。离子强度的增大对Eu(Ⅲ)在低pH时的吸附产生抑制作用。低pH时碳酸根对Eu(Ⅲ)吸附的影响不明显，但在高pH时其会改变Eu(Ⅲ)的表面吸附种态。尽管磷酸根本身的吸附非常弱，但磷酸根会显著增强Eu(Ⅲ)的吸附。X射线光电子能谱结果和磷酸根吸附实验说明Eu(Ⅲ)在蒙脱石表面上形成了EuPO₄沉淀。本工作研究了蒙脱石/Eu(Ⅲ)二元体系和蒙脱石/Eu(Ⅲ)/阴离子三元体系的吸附行为，并用光谱技术探究了其吸附种态，为理解三价锕系核素在蒙脱石上的吸附行为提供了重要参考。     

铽(Ⅲ)-1,4-双(1′-苯基-3′-甲基-5′-氧代吡唑-4′-基)丁二酮-[1,4]体系荧光性质的研究及应用

本文研究了Tb(Ⅲ)-1,4-双(′-苯基-3′-甲基-5′-氧代吡唑-4′-基)丁二酮-[1,4](BPMPBD)-溴化十六烷基三甲胺(CTMAB)体系的荧光性质,探讨了响影体系荧光性质的诸因素,确定了最佳实验条件。该体系中Tb(Ⅲ)浓度以2.0×10~(-5)～1.0×10~(-10)mol/L范围内与其荧光强度呈线性关系,检测限可达到5.0×10~(-11)mol/L。应用于合成样品中微量Tb(Ⅲ)的分析,结果令人满意。     

酰胺型开链冠醚类稀土配合物的合成及其与DNA的作用研究

以2,3-二羟基萘为母体,以稀土元素为中心离子,与苦味酸盐(pic)反应合成了3个末端基不同的酰胺型开链冠醚类稀土配合物。用红外吸收光谱、元素分析、摩尔电导率、差热-热重分析等方法对配体和配合物的组成和结构进行了表征分析。通过紫外光谱、荧光光谱、黏度和循环伏安法对配合物的荧光性质及与DNA的作用方式进行了研究。结果表明:该系列配合物的组成为RE(pic)3L(L1=C26H22N2O4,L2=C30H30N2O4,L3=C28H26N2O4;RE=Eu(Ⅲ),Tb(Ⅲ),Ce(Ⅲ),Y(Ⅲ))。Eu(Ⅲ)配合物荧光强度较强,Tb(Ⅲ)配合物次之,该类配体对Eu3+的敏化效果强于对Tb3+的。配合物与DNA的作用模式均为插入式,且Eu(pic)3L3配合物与DNA的键合作用最强。     

电位滴定法测定胶原的表观解离平衡常数

论文采用电位滴定法测定不同离子强度下胶原蛋白的表观解离平衡常数,根据Katchalsk-Spitnik方程作图和计算。结果表明:随着离子强度的增大,胶原的表观解离常数随之减小,其值分别为:7.94(0 mol·L-1Na Cl)、7.90(0.1 mol·L-1Na Cl)、7.90(0.2 mol·L-1Na Cl)和7.88(0.4 mol·L-1Na Cl),离子强度对胶原的表观解离常数影响较小。     

静态法和EXAFS技术研究Eu(III)在钛酸纳米管上的吸附行为和微观机制

结合静态实验和X射线吸收精细结构谱学(EXAFS)技术研究了pH、时间、有机配体等环境因素对放射性核素Eu(III)在钛酸纳米管上的吸附行为和微观机制的影响.宏观实验结果表明:Eu(III)在钛酸纳米管上的吸附在pH<6.0条件下受离子强度影响,而在pH>6.0条件下不受离子强度影响;腐殖酸HA/FA在低pH条件下可以促进Eu(III)在钛酸纳米管上的吸附,而在高pH条件下抑制Eu(III)在钛酸纳米管上的吸附.EXAFS微观分析结果表明:在pH<6.0条件下,吸附属于外层吸附机理;在pH>6.0条件下,吸附属于内层吸附机理.pH<6.0时,中心原子Eu周围只有Eu-O一个配位层,其平均键长为2.40,配位数在9左右;随着pH逐渐升高,第一配位层的配位数下降,表明吸附Eu原子配位的对称性下降.当吸附时间延长或pH升高,吸附原子Eu周围出现了Eu-Eu和Eu-Ti第二配位层,其平均键长分别为3.60和4.40,配位数分别在2或1左右,表明形成了内层吸附产物或表面沉淀或表面多聚体.腐殖酸HA/FA的存在,可以改变Eu(III)在钛酸纳米管表面的吸附形态和微观原子结构,Eu(III)不仅可以与钛酸纳米管的表面羟基直接键合形成二元表面复合物(Eu-TNTs),还可以通过HA/FA的桥连作用形成三元表面复合物(HA/FA-Eu-TNTs).这些研究结果对于评估放射性核素Eu(III)与纳米材料在分子水平上的作用机理及分析Eu(III)在环境中的物理化学行为具有重要的意义.     

铕(Ⅲ)-钙试剂络合物吸附波及其应用研究

用线性扫描极谱法研究了在氨-氯化铵缓冲体系中Eu(Ⅲ)-钙试剂络合物的极谱行为。在pH10.2的NH3-NH4Cl缓冲介质中,Eu(Ⅲ)-钙试剂络合物在-0.82V(vs.SCE)处有一灵敏的导数极谱波,其峰电流与Eu(Ⅲ)的浓度在1.0×10-7~8.0×10-6mol/L范围内呈线性关系,检出限为9.0×10-8mol/L。方法可用于试样中痕量铕的测定。本文还研究了极谱波的性质。     

稀土离子络合物荧光探针测量胆红素及其荧光猝灭机理研究

在NH4Ac-HAc缓冲溶液(pH 6.90)中,强力霉素可以和铕离子(Eu3+)生成二元络合物,能量从强力霉素转移到Eu3+,发射出Eu3+位于612 nm处的特征荧光.加入胆红素后,强力霉素将能量转移给胆红素.因此,Eu3+位于612 nm处的特征荧光强度降低,且降低的荧光强度与加入胆红素的浓度成正比,据此建立了荧光光度法测量胆红素的方法.在最佳实验条件下,测量的线性范围为5.0×10-8～3.0×10-5 mol/L;检出限为8.4×10-9 mol/L.本方法操作简单,可以较好地避免共存物质的干扰,并成功用于人血清样品中胆红素含量的测定.     

芳香酰胺型开环冠醚稀土配合物及其荧光性质研究

合成了新的以水杨酰苄胺为功能端基的开环冠醚1,7-二(2'-苯甲酰苄胺)-1,4,7-三氧杂庚烷(L)有机配体及其硝酸铕和硝酸铽的配合物.利用元素分析、电导、红外光谱对配合物进行了表征,结果表明两个配合物均符合23(RE(NO3)3L)的化学计量比.此外还初步研究了铕、铽配合物在室温下的固体荧光性质,结果表明虽然配体保持了苯羰基共轭结构对铕、铽离子的敏化发光性质,两个配合物均能表现出一定强度的特征荧光,但是配体向Tb(Ⅲ)的能量传输效率明显要强于Eu(Ⅲ).     

N, N′-二吡啶基-3-亚甲基-1, 2-乙二胺-稀土硝酸盐配合物的合成与表征

在乙腈溶液中合成了N,N′-二吡啶基-3-亚甲基-1,2-乙二胺(L)的稀土硝酸盐系列配合物.利用元素分析、 红外光谱和差热-热重分析等手段对所合成的配合物进行了表征,结果表明合成的配合物都符合稀土金属离子与配体为1∶1的化学计量比,其组成可表示为[RE(NO3)3L]·nH2O [RELa(Ⅲ),Nd(Ⅲ),Eu(Ⅲ),Tb(Ⅲ),Er(Ⅲ),n2.5,1.5,1].另外,初步研究了其中Eu(Ⅲ)和Tb(Ⅲ)配合物在室温固体状态下的荧光性质,结果显示这两个配合物表现出相应的Eu(Ⅲ)和Tb(Ⅲ)离子的特征发射.     

溴化铵改性膨润土脱除气态单质汞的特性及机理分析

采用溴化铵对钠基膨润土进行改性制得脱汞吸附剂,在固定床实验装置上对所制备的吸附剂进行脱汞性能测试。脱汞实验结果表明,钠基膨润土较钙基膨润土在脱汞性能上提高不大,而溴化铵改性的钠基膨润土(Br-Ben/Na)脱汞性能得到明显提高,脱汞效率达到97.7%。吸附温度的升高有利于对Hg0的脱除,在140℃下,10%Br-Ben/Na吸附剂的脱汞率能长时间保持在90%以上,说明在此吸附过程中化学吸附占主导性作用。通过N2吸附/脱附、X射线衍射(XRD)、元素分析仪和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析等结果表明,改性后的膨润土比表面积下降,平均孔径增大;铵根离子进入到膨润土的层间置换出层间钠离子,煅烧活化过程中层间的铵根离子并未分解,而在层间与膨润土结合为某吸附活性组分协助Br-与Hg0反应,提高了膨润土的脱汞性能。     

铕-2-甲硫基烟酸掺杂配合物的合成及荧光性质研究

由2-甲硫基烟酸(HA)与Eu(Ⅲ)合成了二元配合物和13种分别掺杂La(Ⅲ),Y(Ⅲ),Zn(Ⅱ)的三元配合物。通过红外、紫外、元素分析、荧光光谱和热重分析对配合物进行了表征。并着重研究了掺杂离子、溶剂、配合物溶液的浓度对配合物中Eu(Ⅲ)发光性能的影响。紫外光谱显示HA与铕离子配位后其吸收峰强度发生较大改变。红外光谱表明2-甲硫基烟酸中的羧基与铕离子以螯合双齿配位,且单一配合物和掺杂配合物具有相似的配位结构。荧光光谱表明La(Ⅲ),Y(Ⅲ),Zn(Ⅱ)掺杂可以提高铕配合物的荧光强度,其中La(Ⅲ)掺杂荧光强度增强最明显。配合物(Eu0.5Zn0.5)(A)2.5·3H2O以乙醇为溶剂,浓度为5×10-5mol·L-1时,其荧光强度是最强的。     

静电组装法在SiO_2表面构筑高分子刷的合成及表征

以对2-溴异丁酸-2′-(对磺苯基)乙酯为引发剂引发苯乙烯发生原子转移自由基聚合,得到的聚合物与NaOH反应转化为端基为磺酸钠的PS(PS-SO3Na).然后采用静电组装方法将PS-SO3Na与表面正离子化的SiO2胶体(SiO2-CBAFS)进行静电组装,得到表面构筑了高分子刷的SiO2胶体/粉体.采用IR、1H-NMR、TG、TEM、AFM、GPC和表面水接触角对组装体系进行结构表征、组装量和部分组装规律研究.结果表明,采用对2-溴异丁酸2′-(对磺苯基)乙酯为引发剂可以制备完全端磺酸基的PS-SO3Na,并且采用静电组装法在SiO2颗粒表面可构筑组装量高达34.4%的高分子刷,有效的提高了高分子刷的组装量;TEM观察下在SiO2胶体颗粒外围可见白色晕圈,PS-SO3Na刷的存在明显改善了SiO2胶体颗粒的分散状态;当样品润洗溶剂由THF变换为H2O时,自组装单层膜的表面水接触角下降幅度小于4°;综合TG、AFM和表面水接触的测试结果发现,用于组装的PS-SO3Na分子量介于1.5×104～3.6×104时,溶液浓度介于2.5×10-5～5×10-5mol/L时,SiO2颗粒具有较好的表面修饰效果.