氧化石墨烯负载纳米零价铁(rGO-nZⅥ)去除地下水中Cr(Ⅵ)的XPS谱学表征

纳米铁广泛用于水中重金属离子的去除,但由于其易团聚的特性,在地下水中迁移性差,使其修复效果降低。氧化石墨烯具有吸附重金属的作用,但由于其表面带有负电荷,对带负电的高价铬(Cr_2O_7~(2-),CrO_4~(2-))吸附作用较弱。以氧化石墨烯(GO)为载体,采用液相还原法制备的氧化石墨烯负载纳米铁(rGO-nZⅥ),在改善纳米铁的分散性的同时,利用nZⅥ将带负电的高价铬(Cr_2O_7~(2-),CrO_4~(2-))还原为带正电的三价铬(Cr~(3+)),增强了氧化石墨烯对其吸附的性能。利用XRD和TEM对制备的rGO-nZⅥ进行表征,表明制备的rGO-nZⅥ近似球形,粒径为20~100nm;零价铁负载在GO表面。应用rGO-nZⅥ处理Cr(Ⅵ)污染的地下水,Cr(Ⅵ)的去除效率可达到100%,材料的最佳投加量与Cr(Ⅵ)浓度呈线性正相关。采用X光电子能谱(XPS)分析铬和铁的存在形态,并通过XPAPEAK41分峰后证实,Cr(Ⅵ)首先被还原为Cr(Ⅲ),进而生成Cr(OH)3吸附到材料表面。由XPS图看出,经24h反应,69.8%的Cr(Ⅵ)转化为Cr(Ⅲ)吸附到材料表面,此时仍具有Fe0的峰,证实材料具有很强的还原吸附铬的能力,且仍具有缓慢释放电子的能力,有利于后续长时间的修复。该结果对于利用rGO-nZⅥ处理地下水Cr(Ⅵ)污染具有重要的理论意义和实用价值。     

流动注射在线分离富集-火焰原子吸收光谱法测定环境水样中Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的形态

采用单阀阴离子和阳离子交换树脂微柱并联 ,两柱交替采样逆向洗脱流动注射在线分离富集环境水样中Cr(Ⅲ )和Cr(Ⅵ ) ,分别用 15 %HNO3和 8%NH4 NO3洗脱 ,火焰原子吸收光谱法直接检测。富集 1min时Cr(Ⅲ )和Cr(Ⅵ )的特征浓度分别为 :1 5 0 μg·L- 1 和 1 39μg·L- 1 ,Cr(Ⅲ )和Cr(Ⅵ )检出限 (3σ)分别为 1 0 3μg·L- 1 和 0 5 4 μg·L- 1 ;相对标准偏差 (10 μg·L- 1 )分别为 :3 4 1%和 1 80 % ,分析样品加标回收率在 93 5 %～ 10 7 5 %之间。     

弱碱性阴离子交换树脂富集ICP-AES测定环境水体中Cr(Ⅵ)和有机态Cr(Ⅲ)的研究

选用331弱碱性阴离子交换树脂,对微污染水体中的Cr(Ⅵ)和有机态Cr(Ⅲ)进行了分离富集作用研究,考察了酸度、富集时间、洗脱液类型、洗脱液浓度及溶液中共存离子对分离富集过程的影响。研究表明,分别用1.0 mol·L-1 HCl和2.0 mol·L-1 NH₄NO₃＋0.5 mol·L-1 NH₃·H₂O可以很好分步洗脱有机态Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ),利用ICP-AES测定, 该方法对Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的检出限分别为1.1和 1.4 μg·L-1,相应的相对标准偏差RSD(n＝6)平均值分别为3.8％和5.6％。该方法适用于自来水、地下水、地表水及生活污水中痕量Cr(Ⅵ)和有机态Cr(Ⅲ)的分离富集及测定。     

原子吸收光谱法比较研究3种不同改性吸附剂对Cr(Ⅵ)离子的吸附

从吸附时间、pH值、吸附剂加入量、铬离子初始浓度4个方面,通过原子吸收光谱法比较了改性甘蔗渣、改性花生壳和改性梨渣的吸附特性.在铬离子浓度100mg·L-1、吸附剂投量15g·L-1、最佳pH值、吸附时间120min的实验条件下,三者吸附率不同,改性甘蔗渣的吸附率达86.7％以上,改性花生壳吸附率达64.8％,改性梨渣的吸附率达60.8％.3种改性吸附剂对Cr(Ⅵ)离子的吸附均符合Langmuir等温模型,其最大吸附能力分别为23.92、22.09、20.47mg·g-1.准一级反应动力学方程可描述3种改性吸附剂对Cr(Ⅵ)离子的吸附过程.     

红外光谱法研究低温焚烧稻壳灰对Cr(Ⅵ)的吸附机理

采用Boehm滴定法量化了低温焚烧稻壳灰表面官能团,考察了溶液初始pH值和温度对吸附效能的影响,借助动力学方程和吸附等温线,研究了稻壳灰对Cr(Ⅵ)的吸附性能,利用红外图谱、扫描电镜表征了稻壳灰的表面形貌和吸附机理。结果表明：在pH值为5时,稻壳灰对Cr(Ⅵ)取得最优去除效果,吸附前后溶液pH值变化很小。稻壳灰对Cr(Ⅵ)有较强的去除能力,对于20 mg·L-1的Cr(Ⅵ)溶液,最高去除率能达到95%左右,达到《污水综合排放标准GB8978—1996》1～2级标准。吸附过程能更好地符合准二级反应动力学方程和Langmuir等温线方程,饱和吸附容量可达3.277 6 mg·g-1。红外光谱表明酰胺Ⅱ带、Si—O—Si、O—Si—O等在Cr(Ⅵ)吸附过程中可能有重要贡献。扫描电镜图片表明吸附Cr(Ⅵ)后,稻壳灰表面分布有众多的光亮沉积物,有条带状或不规则点斑出现,推测无机微沉淀和氧化还原机理在吸附过程中起重要作用。稻壳灰是一种价格低廉、有应用潜力的高效吸附剂,可以用于水体重金属污染的治理修复。     

RPIC/ICP-MS测定水中的Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)

建立了反相离子对色谱-电感耦合等离子体-质谱(RPIC/ICP-MS)联用技术测定水中痕量三价铬Cr(Ⅲ)和六价铬Cr(Ⅵ)的分析方法。通过对流动相的组成、浓度、pH值等色谱条件的实验,确定当流动相组成为0.25mmol.L-1乙二胺四乙酸二钠和2mmol.L-1四丁基氢氧化铵,5%(V/V)甲醇,pH=7.0时,成功分离了Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)离子。ICP-MS测定时选用碰撞反应接口技术(CRI)消除40Ar12C+与35Cl16OH+对52Cr+的质谱干扰,Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的检出限分别为0.50、0.34μg.L-1,RSD<10%(n=5)。应用于湖北黄冈、黄石、襄阳等地企业废水中Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)含量的测定,加标回收率为86.1%—100.1%。与分光光度法比对,实验证明本方法能克服用分光光度法测定水中六价铬由样品本身带来的干扰。     

ICP-MS研究黄河河曲段表层沉积物对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附-解吸特性

表层沉积物易于富集和释放水中重金属,是污染水体中重金属的源和汇,研究表明黄河河曲段水体中Pb和Cr重金属污染严重。以电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)为检测手段,研究了在优化实验条件下,黄河河曲段表层沉积物对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附特性和解吸特性。结果表明：黄河河曲段沉积物对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)具有较强的吸附作用,在吸附初始5 min时吸附率均达到98%以上,且是自发的吸热过程(ΔG<0,ΔH>0)。动力学实验显示,两种离子的吸附过程均符合准二级吸附动力学。等温吸附方程拟合发现,Pb(Ⅱ)的吸附符合Langmuir模型,而Cr(Ⅵ)的吸附符合Freundlich模型。解吸过程符合Elovich方程,且受pH的影响较大。Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)二元体系竞争效应研究表明,Pb(Ⅱ)的吸附率大于Cr(Ⅵ),且均低于单离子吸附率。扫描电子显微镜(SEM)和孔径及比表面积分析显示,黄河河曲段表层沉积物表面结构不规则,且具有相对较高比表面积。该研究揭示了Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)在黄河河曲段沉积物上的吸附-解吸行为,对评估沉积物污染风险和污染修复、掌握重金属离子与沉积物之间的作用机理具有一定指导意义。     

原子吸收光谱法测定磷酸酯化梨渣吸附的Cr（Ⅵ）离子

通过原子吸收光谱法研究了在不同pH值、吸附剂量、吸附质浓度和吸附时间条件下磷酸酯化改性梨渣吸附Cr（Ⅵ）离子的效果。溶液初始pH 4.5时,Cr（Ⅵ）离子的吸附达到最大值;酯化梨渣≥10g.L-1能除去Cr（Ⅵ）为100μg.L-1溶液中的86.5%的Cr（Ⅵ）离子。酯化梨渣对Cr（Ⅵ）离子的吸附符合Langmuir等温模型,其最大吸附能力为67.56μg.g-1。Cr（Ⅵ）离子达到吸附平衡的时间为90min,准一级反应动力学方程可描述酯化梨渣对Cr（Ⅵ）离子的吸附过程。     

吸光度比值-导数光谱法同时测定铜(Ⅱ)和铬(Ⅲ)的研究

提出了运用吸光度比值-导数光谱法同时测定Cr(Ⅲ)与Cu(Ⅱ)含量的新方法。在pH 5.7的HAc-NaAc的缓冲溶液中,Cr3+,Cu2+与铬天青S(CAS)和溴化十六烷基三甲胺(CTMAB)可分别形成蓝色三元络合物。其摩尔吸光系数分别为2.52×105 L·mol-1·cm-1和1.01×105 L·mol-1·cm-1。Cu2+和Cr3+的浓度分别在0.08～1.2 μg·mL-1和0.05～0.52 μg·mL-1范围内符合比尔定律,其检测限分别为0.014和0.013 μg·mL-1。此方法应用于环境水中Cr(Ⅲ),Cu(Ⅱ)的同时测定,取得了满意的结果。     

萃取光度法测定电镀废水中的微量Cr(Ⅵ)

利用二甲基吲哚羰花青(DIC)染料与Cr(Ⅵ)配合物的显色反应,对含Cr(Ⅵ)电镀废水中痕量铬(Ⅵ)进行测定。结果表明,在H_2SO_4介质中,甲苯萃取显色反应物具有高的灵敏度,反应产物的最大吸收波长为560nm;摩尔吸光系数为2.5×10~5L·mol(-1)·cm~(-1)。Cr(Ⅵ)量在0.01～2.1mg·L~(-1)范围内符合比尔定律。该法用于测定电镀废水中的铬(Ⅵ),得到了满意的结果。     

二苯卡巴腙分光光度法测定水和钢中Cr(Ⅵ)

Cr(Ⅵ)与二苯卡巴腙的快速显色反应,生成一种紫红色配合物,其表观摩尔吸收系数为6.7×104L·mol-1·cm-1,有色合物λmax=545nm,铬在0.01-2.5μg/mL符合比耳定律.据此建立了二苯卡巴腙分光光度法测定水和钢中Cr(Ⅵ)方法,该方法选择性好,操作简单,快速准确,适宜于水样及钢中微量铬(Ⅵ)的检测.     

FTIR和XPS对沸石合成特性及Cr(Ⅲ)去除机制的谱学表征

以粉煤灰为原料,采用优化的水热晶化法合成沸石,使用XRD,SEM和ζ电位分析沸石产品的组成特性,借助FTIR和XPS等揭示废水中Cr(Ⅲ)的去除机制。合成产品主要为NaP1型沸石,在pH值8～12区间内,ζ电位由-8.72mV降到-24.46mV。准二级方程和Langmuir等温线对试验的拟合效果更好,理论饱和吸附量为33.557 0mg.g-1。FTIR图谱表明—OH和Si—O类官能团在反应过程中有重要贡献。XPS全谱发现:结合能576.45eV为Cr(2p3/2)的特征峰,揭示了吸附过程的有效性。吸附Cr(Ⅲ)后,沸石中Si—Si和Si—O对应的结合能增加了0.25和0.60eV,含Si官能团可能与Cr(Ⅲ)发生了配位反应。O(1s)的结合能在反应后变得更低。这些证据表明:沸石对Cr(Ⅲ)的去除过程是物理吸附和化学吸附共同作用的结果。     

用三正辛胺-苯萃取分离体系-原子吸收光谱对铬作形态分析

研究了痕量铬形态分析的三正辛胺(TOA)-苯萃取分离体系-原子吸收光谱法。用三正辛胺(TOA)和苯在H₂SO₄介质中把水相中的Cr(Ⅵ)萃入到有机相而Cr(Ⅲ)留在水相中,使两种形态的Cr分离到两相中后对有机相的Cr(Ⅵ)和水相的Cr(Ⅲ)进行AAS测定,可求得Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的含量,该方法对实际水样加标回收率分别在95.0%～102% 和94.8%～103%之间,相对标准偏差分别为2.9%和2.6% ,体系对Cr(Ⅵ)有富集作用,对Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的检出限分别为6.6 μg·L-1和0.20 mg·L-1,TOA对Cr(Ⅵ)的最佳萃取量为4.6 mg·mL-1,该法简单、快速、准确。     

ICP-AES研究纳米TiO2材料对Ga,In, Tl的吸附性能

研究了纳米TiO2材料对Ga,In,Tl的吸附性能,考察了吸附动力学、最佳酸度、富集倍数和吸附容量,确定了待测金属离子的最佳吸附条件。实验结果表明:在最佳pH条件下,Ga,In,Tl能定量、快速地被吸附在纳米TiO2材料上;其静态吸附容量为:Ga48·6mg·g-1,In46·6mg·g-1和Tl23·4mg·g-1;被吸附在纳米TiO2上的金属离子能采用0·1mol·L-1EDTA 1·0mol·L-1HNO3混合溶液定量洗脱,其回收率均大于92%。当富集倍数为12·5时,本法对Ga(Ⅲ),In(Ⅲ),Tl(Ⅰ)的检出限分别为3·0,6·0,13ng·mL-1。计算了相应的相对标准偏差(RSD%)分别为1·85%,1·96%,3·40%,该方法已成功地应用于地质样品中痕量Ga(Ⅲ),In(Ⅲ),Tl(Ⅰ)的测定,结果满意。     

低成本吸附剂稻壳灰对Cr(Ⅵ)去除机制的谱学表征

以低成本稻壳灰作为吸附剂,使用FTIR,SEM,XPS,XRD,XRF等分析手段,研究稻壳灰对Cr(Ⅵ)的去除机制。FTIR研究表明酰胺Ⅱ带,Si—O—Si,O—Si—O等在Cr(Ⅵ)去除过程中有一定贡献。由SEM图片清晰可见：吸附Cr(Ⅵ)后,稻壳灰表面分布有众多的光亮沉积物。XPS图谱证明：稻壳灰的主要组成元素为C,N,O,P和Si;C元素的存在状态以醛酮类为主,含C官能团与Cr(Ⅵ)发生了配位反应;N元素以—NH₂形态为主,Cr(Ⅵ)可能以静电作用与含N基团结合,并以物理吸附为主;Si的存在以Si—O为主,含Si官能团可能与Cr(Ⅵ)发生了配位反应。XRD分析结果表明：谱图中出现的峰是典型的SiO2特征峰;稻壳灰的结晶度增加,表明稻壳灰与Cr(Ⅵ)形成了具有晶体结构的金属化合物。XRF研究发现,K,Na,Mg和Ca的元素含量在吸附前后有所变化,另有两种新元素出现,这说明吸附过程存在离子交换机制。所有这些皆表明：各种官能团在Cr(Ⅵ)去除过程中的角色各不相同,无机微沉淀机制、氧化还原机制、表面络合机制、离子交换机制等是稻壳灰去除Cr(Ⅵ)的主要途径。这可以为吸附技术的实际应用提供理论支持。     

吡咯红Y-过氧化氢-铬(Ⅵ)体系催化荧光法测定痕量铬(Ⅵ)

在HAc-NaAc缓冲体系中,痕量铬(Ⅵ)对过氧化氢氧化吡咯红Y的氧化还原反应有催化作用,使吡咯红Y荧光减弱,据此建立了催化荧光法测定痕量铬(Ⅵ)的新方法,同时考察了该催化反应的最优条件及动力学性质.该方法的表观活化能为159.92 kJ·mol-1,反应速率常量为5.7×10-2s-1,检测限为0.012μg·mL-1,测定线性范围为0.02～0.24 μg·mL-1.该方法用于对河水、工业废水及电镀废水中铬(Ⅵ)的测定,结果令人满意.     

吖啶红与铬(Ⅵ)的高灵敏度荧光反应及应用

研究了在硫酸介质中,铬(Ⅵ)氧化吖啶红荧光增强反应的最佳实验条件,建立了测定痕量铬(Ⅵ)的新的高灵敏度荧光分析法。该方法的检出限为0.6 μg·L-1,线性范围为2.0～32 μg·L-1,对含量为4.0和28 μg·L-1的Cr(Ⅵ)标准溶液进行11次平行测定, 其相对标准偏差分别为2.0%和1.0%。该法用于电镀液、废铬酸洗液及合金钢中痕量铬(Ⅵ)的测定,与标准样品和二苯碳酰二肼分光光度法进行了对照,获得了满意结果。     

5-Cl-PADAB显色树脂相分光光度法测定蒙药中微量Fe(Ⅲ)的研究

本文提出了在pH 6 0 0的HAc NaAc缓冲介质中 ,Fe(Ⅲ )与 5 Cl PADAB生成有色络合物 ,与强酸性阳离子交换树脂交换吸附 ,可进行树脂相分光光度法测定微量Fe(Ⅲ )的实验方法。最大吸收波长为 5 4 0nm ,表观摩尔吸光系数为 1 35× 1 0 5L·mol- 1 ·cm- 1 ,Fe(Ⅲ )含量在 0～ 1 8μg·2 5mL- 1 范围内符合比耳定律。该法可用于蒙药中Fe(Ⅲ )的测定。     

铬蓝黑R负载活性炭对Cr（Ⅲ）和Pb（Ⅱ）的吸附性能

研究了新型吸附材料铬蓝黑R（钙试剂）负载改性的活性炭对样品中Cr（Ⅲ）和Pb（Ⅱ）的固相萃取（SPE）并用电感耦合等离子体-原子发射光谱法（ICP-AES）进行检测.优化了pH值、吸附剂用量、流速等条件以达到定量吸附（≥95％）,同时研究了洗脱剂的最佳洗脱条件以及共存离子干扰等问题.本法测定Cr（Ⅲ）和Pb（Ⅱ）的检出限分别为0.91ng·mL-1和0.65ng·mL-1,将其应用于土壤沉积物、猪肝、黄河水中的Cr（Ⅲ）和Pb（Ⅱ）含量的测定,加标回收率在98％-101％之间;用于测定标准物质中Cr（Ⅲ）和Pb（Ⅱ）的含量,结果与标准物参照值一致.     

原子吸收光谱法研究纳米纤维膜对Cr(Ⅵ)的吸附性能

利用静电纺丝技术制备了醋酸纤维素和聚乙烯吡咯烷酮纳米纤维膜.此纤维膜材料经水和NaOH处理后,除去了聚乙烯吡咯烷酮,脱乙酰化后进一步在表面接枝氨基(-NH2).用红外光谱图和扫描电镜图表征了合成的功能化纳米纤维膜,然后将胺基化纳米纤维膜用于Cr(Ⅵ)离子的吸附研究,重点用火焰原子吸收光谱法分析了溶液酸度和吸附时间对吸附容量的影响;同时通过Langmuir、弗兰德列希等吸附模型和一级、二级动力学方程对吸附行为进行线性拟合,发现改性后的纳米纤维膜材料对Cr(Ⅵ)离子的最大吸附量为55.55mg/g;符合二级动力学模型,化学吸附是主要的吸附方式.