用 X 射线光电子能谱(XPS)研究巯基棉对于水溶液中 Se~(4 )和 Se~(6 )的吸附作用

巯基棉作为一种富集水溶液中微量金属离子的吸附剂,国内外均有文献记载,但用它吸附非金属离子尚无报导。本文用XPS测定了吸附Se~(4 )和Se~(6 )的各种巯基棉样品,结果表明,巯基棉不仅可以吸附Se~(4 )和Se~(6 ),并可将Se~(4 )和Se~(6 )还原为Se°,且Se°以物理吸附富集于巯基棉的表面。在pH小于2.00的溶液中,巯基棉仅吸附和还原Se~(4 )而与Se~(6 )不作用。用过氧化氢氧化巯基棉吸附的硒,Se°可重新被氧化为Se~(4 ),而硫原子却呈现出四种氧化态:RSSR、RSO_3H、SO_3~(2-)和SO_4~(2-)。     

耐辐射奇球菌对Cu~(2+)和Cr~(6+)吸附行为研究

本文以耐辐射奇球菌作为生物吸附剂去除溶液中的Cu~(2+)和Cr~(6+),通过考察吸附时间、初始离子浓度、菌液浓度等影响吸附效果的关键因素,研究了耐辐射奇球菌对Cu~(2+)、Cr~(6+)的吸附作用,找出最佳吸附条件,并研究了Cu~(2+)、Cr~(6+)共存条件下的竞争吸附行为。采用紫外分光光度计分析耐辐射奇球菌在不同条件下对Cu~(2+)和Cr~(6+)的吸附作用;傅立叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)分析细菌吸附前后的结构和形貌变化。结果表明:耐辐射奇球菌对Cu~(2+)和Cr~(6+)的最佳吸附时间均为80min。对Cu~(2+)、Cr~(6+)吸附的最佳初始浓度分别为0.08mol·L~(-1)、0.138mol·L~(-1),且随着菌液浓度的增大,耐辐射奇球菌对Cu~(2+)、Cr~(6+)的吸附量随之增加。当Cu~(2+)、Cr~(6+)共存条件下耐辐射奇球菌对Cu~(2+)吸附量较Cr~(6+)更大。红外光谱仪和扫描电镜结果阐释了耐辐射奇球菌对Cu~(2+)和Cr~(6+)的吸附行为。耐辐射奇球菌以其超强生存能力,非致病性,环境友好等优势,在重金属废水处理方面将会有很好的应用前景。     

功能化纳米金比色检测水中Cr~(3+)

采用柠檬酸钠还原法制备粒径13 nm的金纳米颗粒(AuNPs)作为比色信号报告分子,3-氨基-5-巯基-1,2,4-三唑(AMT)作为Cr~(3+)的识别分子,构建了一种水中Cr~(3+)的比色传感检测方法。将AMT修饰于AuNPs表面,形成稳定的AMT-AuNPs水溶复合物;根据AMT与Cr~(3+)之间的特异性结合,引起溶液中AMT-AuNPs聚集,进而导致溶液颜色由红色变为蓝紫色以及最大吸收峰红移的现象,实现了水中Cr~(3+)的比色检测。在优化实验条件(AMT修饰浓度为0.8μmol/L,pH 7.0)下,该方法的检测范围为6~14μmol/L,检出限可达100 nmol/L,其他重金属离子几乎不存在干扰。由于该方法具有响应快(5 min)、制备和操作简单、无需读取装置等优点,可望用于水体中Cr~(3+)的现场快速检测。     

废水中Hg~(2+)快速检测试纸条研制

为了探索快速检测Hg~(2+)的方法,采用水热法制备中空球状的CeO_2纳米材料。利用CeO_2具有生物酶活性能使四甲基联苯胺(TMB)显色的特点,以DNA适配体和铈基材料构建Hg~(2+)的检测技术,并对试纸条检测条件进行优化。结果表明当CeO_2浓度为10 mg/mL,DNA适配体浓度为25μmol/L时检测效果最好。通过检测溶液中的Cd~(2+)、Ni~(2+)、Cr~(3+),得到具有专一性的CeO_2纳米材料制备的试纸条,开发出新的检测Hg~(2+)的有效方法。     

柠檬渣制取吸附Cr~(6+)水处理剂的研究

为了将柠檬渣制成绿色水处理剂,达到"以废治废"的目的,利用单因素法考查了硫酸浓度、浸泡时间、烘干温度和烘干时间等对柠檬渣吸附Cr~(6+)的影响;在单因素基础上设计了L16(45)实验,比较了改性柠檬渣与柠檬原渣的吸附性能,并利用差热分析(TG-DTA)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)进行了表征。实验结果表明,改性柠檬渣制取吸附Cr~(6+)水处理剂的最优组合:硫酸浓度为10%、浸泡时间为10h、烘干时间为2.5h和烘干温度为100℃。在最优组合条件下,改性柠檬渣的吸附性能较柠檬原渣有很大的提高,对Cr~(6+)的吸附率可达95.1%。改性柠檬渣的BET比表面积越大、羧基和酚羟基的量越多,越有利于对Cr~(6+)的吸附。柠檬渣经改性后表面变疏松,主要为中孔,Cr~(6+)能被改性柠檬渣有效地吸附。     

新型席夫碱Cr~(3+)荧光探针及其细胞成像研究

Cr~(3+)离子在脂肪、核酸、糖和蛋白质的代谢中发挥着重要作用,并且Cr~(3+)离子被认为是一种致癌物质,对人类有极大的危害.因此,通过将8-羟基喹啉醛和硫代碳酰肼反应制备出化合物L.探针L的CH_3CN/H_2O(V∶V=1∶2,Tris buffer 50 mmol/L,p H=7.3)溶液中加入Cr~(3+)离子,可以通过肉眼观察到其颜色从无色到黄色的变化和明显的荧光增强效应,这些现象表现出探针L对Cr~(3+)离子具有良好的选择性.根据Job曲线、荧光滴定、质谱和密度泛函理论(DFT)计算确定了探针L与Cr~(3+)离子形成1∶1的络合物.络合常数为1.00×10~5 L/mol,检测限为2.85×10~(-7 )mol/L.此外,生物成像实验表明,探针L可以通过荧光增强信号检测活细胞中的Cr~(3+)离子.     

聚苯乙烯负载双亚砜及三乙烯四胺螯合树脂的合成及其对Hg~(2+)的吸附性能研究

合成了聚苯乙烯负载双亚砜及三乙烯四胺新型螯合树脂[PS-(SO-TETA)_2]。对所制备的新型螯合树脂进行了红外光谱和元素分析等表征,研究了树脂对Hg~(2+)的静态饱和吸附量及树脂对Hg~(2+)的动力学及热力学吸附性能。结果表明,pH=3时,PS-(SO-TETA)_2对Hg~(2+)的最大吸附量为0.89mmol/g。树脂对Hg~(2+)的吸附是以液膜扩散为主的过程,拟二级动力学方程能更好地描述该吸附行为,等温吸附符合Langmuir单分子吸附模型。     

表面高巯基功能化介孔材料的制备及对Hg~(2+)的吸附性能

在酸性条件下,以三嵌段非离子表面活性剂P123为模板剂,四氧基硅烷(TEOS)预水解后与3-巯基丙基三乙基硅(MPTES)共聚,合成了具有不同巯基官能团比例x[n(MPTES)/n(TEOS+MPTES)]的功能化介孔材料(SBA-SH-x),其结构和性能经FT-IR,元素分析,SEM,TEM,小角X-ray和N2吸附-脱附表征。结果表明:x10%,SBA-SH-x为六方p6mm介观结构;10%x15%,SBA-SH-x为立方Ia3d介孔结构;x20%,SBA-SH-x为无序结构。SBA-SH-x在水溶液中吸附Hg2+的研究结果表明:SBA-SH-10和SBA-SH-15对Hg~(2+)吸附性能较好。     

一种罗丹明衍生物的合成及其对三价金属离子(Fe~(3+)、Cr~(3+)和Al~(3+))的识别

三价金属离子(Cr~(3+)、Fe~(3+)和Al~(3+))与人体健康密切相关。目前,检测Cr~(3+)、Fe~(3+)和Al~(3+)需要采用不同的荧光探针,增加了检测成本和检测时间。发展能够同时检测Cr~(3+)、Fe~(3+)和Al~(3+)的高灵敏度和强抗干扰能力的荧光探针具有非常重要的意义。本文以罗丹明B为原料,合成和表征了一种罗丹明类荧光增强型探针(P),并研究了其光谱性质。研究表明,在V(甲醇)∶V(水)=9∶1体系中对三价金属离子Fe~(3+)、Cr~(3+)和Al~(3+)具有较高的选择性,不受其它二价金属离子及一价金属离子的影响,抗干扰能力强。同时,探针P对三价金属离子具有较高的灵敏度,对Cr~(3+)、Al~(3+)和Fe~(3+)的检测限分别为3.0×10~(-4)、2.7×10~(-4)和1.0×10~(-4)mol/L,表明其可用于Cr~(3+)、Al~(3+)和Fe~(3+)的检测。     

基于芳基糠醛功能化巴比妥酸衍生物识别和分离Hg~(2+)/Fe~(3+)的新型荧光传感器（英文）

合成了一种新型的基于5-(3-硝基苯基)-呋喃-2-甲醛功能化的巴比妥酸衍生物传感器QS.通过~1H NMR, 13C NMR, MS等方法对QS进行了表征. QS的荧光光谱结果表明QS的二甲亚砜(DMSO)溶液在498 nm有最大荧光发射,在365 nm紫外灯下照射发出绿色荧光. QS对Hg~(2+)和Fe~(3+)的水溶液有不同的荧光检测能力, Hg~(2+)能使探针QS的荧光增强为橙色,Fe~(3+)使其荧光猝灭,实现了实时检测.传感器QS对Hg~(2+)和Fe~(3+)的荧光检测限分别为3.25×10~(-8)和4.0×10~(-8) mol·L~(-1).根据Job曲线和质谱研究得到QS与汞离子和铁离子化学计量比均为1∶1,提出了QS与Hg~(2+)和Fe~(3+)的可能结合模式.加入H 2P O4-能使含有Fe~(3+)的QS溶液(QS-Fe)荧光恢复,可用于Fe~(3+)的循环检测.此外,固体QS可从水溶液中吸附Hg~(2+)和Fe~(3+)(吸附率分别为92.0%和91.8%),具有较好的吸附能力.     

N-硫代酰基硫乙酸功能化三乙撑四胺交联PVC树脂的制备及对Hg~(2+)的吸附

以聚氯乙烯为原料依次与四乙烯五胺、CS_2和ClCH_2COONa反应合成了一种新的含N、O、S的N-硫代酰基硫乙酸功能化三乙撑四胺交联聚氯乙烯螯合树脂,树脂结构经红外分析和元素分析表征. 探讨了在不同pH值、Hg~(2+)初始浓度、吸附温度和时间等条件下合成树脂对Hg~(2+)的吸附性能. 结果表明,螯合树脂对Hg~(2+)有较快的吸附速率,pH值约为2.0时,树脂对Hg~(2+)的吸附效果最好,随温度升高吸附量逐渐增大. 温度在35 ℃、Hg~(2+)起始浓度为17.66 mmol/L时,树脂对Hg~(2+)的吸附量可达3.330 mmol/g. 树脂对Hg~(2+)的吸附符合Langmuir和Freundlich等温式. 用0.2 mol/L HNO3-10%硫脲对吸附后的树脂进行洗脱,脱附率达99.20%.     

Cr~(3+)改性NaY分子筛的吸附脱氮性能

对Cr~(3+)离子改性NaY分子筛的实验条件进行了研究,通过XRD、FT-IR、N_2吸附-脱附等方法对改性后的CrY分子筛进行表征,确定最佳改性条件为温度40℃,Cr~(3+)浓度0.5 mol/L,改性两次。FT-IR谱图表明,CrY分子筛波数1 147 cm~(-1)处峰明显消失,且波数1 024 cm~(-1)峰与标准的NaY分子筛相比发生了蓝移现象,可以判定Cr~(3+)交换到分子筛骨架上。考察了吸附时间和温度对CrY分子筛吸附脱除模拟燃料中喹啉的影响。结果表明,吸附温度对吸附影响不大,可在室温下进行。CrY对喹啉的吸附主要为化学吸附,且吸附类型为配位吸附和π络合吸附,最佳吸附时间为30 min,吸附等温线线性回归表明,CrY分子筛对喹啉吸附动力学模型为L型和F型混合吸附。     

螯合树脂研究 Ⅻ.以聚硫醚为主链的异丙巯基胺树脂的合成及其吸附性能

由聚环硫氟丙烷与多乙烯多胺反应制得的聚合物(PB)再与环硫丙烷反应,合成了四种以聚硫醚为主链的异丙巯基胺树脂(PBM_1-4)。树脂对Au~(3+)、Pd~(2+)、Pt~(4+)、Ag~+和Hg~(2+)等离子具有强的吸附能力,对Cu~(2+)次之,对Zn~(2+)和Pb~(2+)很弱。树脂对贵金属具有高的选择性,能从含Au~(3+)、Cr~(3+)、Co~(2+)、Ni~(2+)、Cu~(2+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)和Fe~(3+)的溶液中定量吸附Au~(3+)而不吸附其它离子。     

双臂罗丹明类荧光探针应用于Hg~(2+)的识别

合成了一种基于罗丹明衍生物的荧光探针F1,用于识别Hg~(2+)。当在乙腈(1+1)溶液中加入1倍当量(10μmol·L~(-1))的Hg~(2+)时,探针F1在波长561nm处出现明显的吸收峰,其荧光强度(λ_(ex)=550nm,λ_(em)=580nm)增加7.5倍,溶液由无色变为粉红色,这是由于Hg~(2+)和罗丹明螺内酰胺螯合引发开环所致。其他常见的金属离子对探针F1识别Hg~(2+)不产生干扰。在较宽的酸度范围内,Hg~(2+)浓度在0.2~8μmol·L~(-1)内与荧光强度呈线性关系,检出限(3σ/s)为0.15μmol·L~(-1)。     

一种苯并噻唑-罗丹明衍生物的合成及其对Fe~(3+)、Al~(3+)、Cr~(3+)的识别

以罗丹明B为原料,通过"点击化学"合成和表征了一种苯并噻唑-罗丹明类双通道比色和荧光增强型探针(L),并研究了其光谱性质.实验结果表明,在甲醇溶液中L对三价金属离子Fe~(3+)、Cr~(3+)和Al~(3+)具有较高的选择性和灵敏度,不受其它二价金属离子及一价金属离子影响,抗干扰能力强.探针L对Fe~(3+)、Cr~(3+)和Al~(3+)的检测限分别为9.7×10~(-5)、6.9×10~(-5)、1.4×10~(-4) mol/L,表明对Fe~(3+)、Cr~(3+)和Al~(3+)检测具有潜在的应用价值.     

两种改性核桃壳材料对水中Hg~(2+)的吸附研究

采用核桃壳作为基础材料,分别采用硫化钠(Na_2S)与氢氧化钾(KOH)改性制备了两种改性材料,对比两种改性材料对水中Hg~(2+)的吸附性能;同时应用SEM、EDS、BET和FT-IR等表征手段分析、探究了表面结构的变化规律。实验结果表明,改性后的两种材料对水中Hg~(2+)的吸附性能均有明显提升,其中Na_2S改性核桃壳的吸附容量由未改性核桃壳的0.42mg/g提升至1.34mg/g,KOH改性核桃壳的吸附容量提升至0.65mg/g;结果证明,Na_2S改性核桃壳对水中Hg~(2+)的吸附效果优于KOH改性核桃壳。     

双发射荧光纳米微球的制备及其用于Hg~(2+)的可视化检测

报道了一种荧光可视化检测Hg~(2+)浓度的新方法。首先通过静电相互作用直接将负电荷的CdTe/CdS量子点自组装在带正电荷异硫氰酸荧光素掺杂的二氧化硅微球(FITC-SiO_2)表面。荧光光谱显示制备的纳米复合微球(FITC-SiO_2-CdTe)同时具有FITC分子绿色及量子点红色的荧光峰。由于Hg~(2+)会与量子点表面的巯基分子结合而猝灭量子点的荧光,而对微球内部的绿色荧光无明显响应,因此可以根据量子点与FITC分子荧光强度比值的改变来检测Hg~(2+)的浓度。标准条件下,量子点与FITC分子荧光强度比值与Hg~(2+)在浓度0~15μmol/L范围内成线性关系,检测限可达0.5μmol/L。另外,随着Hg~(2+)浓度的增加,探针溶液的颜色由红色逐渐变为绿色,这说明可通过肉眼观察溶液荧光颜色的变化估算Hg~(2+)浓度。     

MnOx-TiO2吸附剂对燃煤烟气中汞的脱除

以锐钛矿型TiO_2为载体,采用浸渍法对其进行MnO_x改性制备脱汞吸附剂,探究了负载量、焙烧温度、反应温度及烟气组分等参数对吸附剂脱汞性能的影响。利用N_2吸附-脱附、TG/DTG、XRD、FT-IR、Hg-TPD、XPS等方法对吸附剂的理化性质进行了表征。结果表明,Mn的最佳负载量为12%,最佳焙烧温度和反应温度分别为450和300℃,在实验条件下MnO_x-TiO_2吸附剂可达到的最佳脱汞效率为98.46%。烟气中少量的O_2及微量的HCl对吸附剂的脱汞有较强的促进作用;SO_2对吸附剂的脱汞有较强的抑制作用,SO_2与Hg~0存在的竞争吸附作用以及脱汞反应中产生的硫酸盐覆盖活性位点表面,是导致脱汞效率下降的主要原因。烟气中的CO_2和NO也会对汞的脱除产生轻微的抑制作用。负载在吸附剂上的MnO_x存在Mn~(4+)、Mn~(3+)两种价态,其中,Mn~(4+)将Hg~0氧化为Hg~(2+),自身被还原为Mn~(3+)。结合实验和分析结果发现,Hg~0的吸附和氧化基本遵循Mars-Maessen和Langmuir-Hinshelwood机理。     

巯基活性碳富集剂对重金属离子的吸附特性

从热力学、动力学及XPS3个方面讨论了巯基活性碳富集剂对重金属离子的吸附机理。结果表明富集剂的吸附过程以化学吸附为主。外表面,内表面对Cu~(2+)的吸附率分别为19%,81%;Pb~(2+)为6%,94%,对Zn~(2+)为17%,83%,而吸附Cd~(2+)完全由内扩散所控制。被吸附的Cu~(2+)还将进一步还原为Cu~o。     

BaFCl晶体中三价稀土离子Sm~(3+)、Eu~(3+)、Gd~(3+)、Ho~(3+)、Er~(3+)、和Yb~(3+)的电荷转移激发

1962年Jφrgensen提出了精细电子自旋配对能理论(RESPET),计算由配体提供一个电子、将具有4f~q基态的Ln~(3+)还原为具有4f~(q+1)的Ln~(2+)这个电荷转移过程(CT)的能量变化。计算公式为