磁性硫化铜复合纳米材料的合成及其对水中汞离子的特异性吸附

设计和合成吸附速率快、选择性好的吸附富集材料对Hg²⁺的高效吸附和精确检测具有重要意义。 本文中,采用简单、经济的策略制备了磁性硫化铜复合纳米材料(Fe₃O₄@SiO₂@CuS),并且通过一系列吸附实验考察了核-壳结构的Fe₃O₄@SiO₂@CuS对水溶液中Hg²⁺的吸附性能。 结果表明,Fe₃O₄@SiO₂@CuS显示出了快速的吸附富集速率和良好的吸附容量。 同时,在多种金属离子共存的情况下,该材料表现出了优异的吸附选择性,Hg²⁺吸附率高达99.9%。 由于该材料具备磁性,因此通过外加磁场即可实现吸附剂与水体简便快速的分离。 以上结果表明,磁性金属硫化物纳米材料在吸附富集和检测领域具有良好的应用前景。     

1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐和水组成的混合电解液中三价铬电沉积铬的研究

本文在[BMIM]OAc-H₂O电解液中研究了Cr³⁺的电沉积反应. 经循环伏安研究表明,Cr³⁺的还原属于受扩散控制的分步还原过程, 即Cr³⁺ + e →Cr²⁺和Cr²⁺ + 2e → Cr⁰. 在40℃下通过Rendle-Sevcik方程计算得到Cr³⁺的扩散系数为1.2×10^-8 cm²/s. 采用计时电流法探讨了Cr的三维瞬时成核机理. 对沉积的铬镀层进行了XRD、SEM表征, 结果表明经600℃氩气保护下煅烧后的镀层由Cr和Cr₂O₃纳米球状颗粒聚集而成, 其平均粒径为0.48μm. 对40℃,-3.0V条件下所得镀层进行EDX检测,发现Cr与O的能级峰十分明显,其中Cr的质量分数为83.8%. 通过在[BMIM]OAc、[BMIM]BF₄和[BMIM]PF₆三种离子液体体系中电镀得到的Cr镀层质量的比较, 表明OAc-的确有利于Cr的电沉积.     

亚铁氰化铜-聚丙烯酰胺/羧甲基纤维素/石墨烯复合水凝胶的制备及铷吸附性能

铷是一种稀贵的碱金属,具有很高的经济价值和广阔应用前景,从卤水中有效提取铷具有重要意义。通过热引发聚合法合成水凝胶基质（聚丙烯酰胺/羧甲基纤维素/氧化石墨烯水凝胶,PCG）固定亚铁氰化铜（KCuFC）,制备了一种新型的铷（Rb⁺）吸附剂（KCuFC-PCG）。采用物理化学方法对KCuFC-PCG的结构和性质进行了表征。通过批量吸附实验,研究了pH值、吸附时间、Rb⁺初始质量浓度、温度和竞争离子对吸附的影响。结果表明,KCuFC-PCG吸附剂在pH值（5～9）范围内表现出良好的吸附能力,pH=8时表现最佳;在Rb⁺质量浓度为5 mg/L,pH=8,吸附6 h达到吸附平衡,KCuFC-PCG的对Rb⁺的吸附量为89.12 mg/g;动力学行为可用准二级动力学模型来描述,表明化学吸附为速率控制步骤;吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,为单分子层吸附,最大吸附量为258.4 mg/g。以0.2 mol/L NH₄Cl作为解吸剂,解吸3 h,解吸率为77%。     

1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐与乙酸钠混合电解液中三价铬电镀的研究

本文研究了Cr³⁺在1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐（[BMIM]HSO₄）电解液中的电沉积反应以及添加剂NaOAc对电镀铬的影响. 含Cr³⁺电解液的循环伏安结果表明,Cr(III)还原为Cr(II)的峰电位是-1.5 V (vs. Pt), 峰电位和峰电流均满足Rendle-Sevcik扩散方程,由该方程计算得到Cr³⁺的扩散系数为1.6 × 10^-8 cm²·s^-1. 铬镀层的X射线衍射和扫描电子显微镜表征结果表明镀层由纳米球状的单质铬颗粒聚集而成,其平均粒径为0.87μm. 在电解液中添加NaOAc后,Cr³⁺的还原峰电位正移了约0.25 V. 同时EDS结果表明,在NaOAc的作用下镀层中Cr/O摩尔比由4.48增加至6.28,这说明OAc^-有利于单质铬的电沉积. 当电解液中NaOAc-[BMIM]HSO₄-CrCl₃-H₂O的摩尔比为0.075:1:0.5:6时,所得的镀层最厚(63 μm)与电流效率最高(33.5%).     

Study on the adsorption of heavy metals by a new magnetic hydrogel based on acrylic acid/ acrylamide/ sodium p-styrenesulfonateEI北大核心CSCD

通过水溶液法将Fe₃O₄@SiO₂负载到丙烯酸（AA）-丙烯酰胺（AM）-对苯乙烯磺酸钠（SSS）三元共聚水凝胶上,制备了具有高吸附能力的磁性水凝胶P（AA/AM/SSS）/Fe₃O₄@SiO₂。通过傅里叶变换红外光谱,X射线衍射光谱,拉曼光谱和比表面孔径分析表征了磁性水凝胶的微观结构。该磁性水凝胶平均孔径3.1 nm,属于介孔材料,且具有较好的热稳定性。吸附性能研究发现其对重金属离子Pb²⁺,Cu²⁺,Co²⁺,Cd²⁺和Ni²⁺均显示出较高的去除率,其中对Pb²⁺表现出优异的选择性,最大吸附量为497 mg/g。吸附动力学研究表明,吸附过程遵循拟二级动力学模型。再生实验发现该水凝胶经过7次吸附-解吸循环后,磁性水凝胶饱和吸附容量仍保持在265 mg/g。     

离子液体中18-冠醚-6添加剂对三价铬电沉积的影响

在1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐（[BMIM]HSO₄）电镀液中,探究了18-冠醚-6添加剂对电沉积铬的影响. 紫外-可见光谱结果表明,18-冠醚-6与Cr³⁺形成配合物,使最大吸收波长发生红移. 循环伏安研究表明,Cr³⁺的还原经历了两步. 18-冠醚-6的添加使Cr³⁺的峰电位和起始还原电位均正移了220 mV. 能谱仪（EDS）结果显示,在18-冠醚-6的作用下镀层中铬含量有所提高. 铬镀层的扫描电子显微镜（SEM）表征结果表明,加入18-冠醚-6后,所得镀层的颗粒变大. 18-Crown-6/CrCl₃/[BMIM]HSO₄/H₂O电镀液中工艺优化的结果为：在温度为50 ^oC、pH值为3.5、电流密度为1200 A·m^-2、电镀时间为1.5 h的最佳工艺条件下,铬镀层的厚度达到72.5 μm,电流效率为42.3%.     

改性硅藻土负载亚铁氰化铜复合物的制备及其对Cs+的吸附性能

采用水热法、以氯化铝为铝源对硅藻土(De)进行改性,通过浸渍法将亚铁氰化铜(KCu HCF)纳米颗粒负载于改性De表面,制备出γ-Al OOH/De-KCu HCF和γ-Al₂O₃/De-KCu HCF两种复合吸附剂,对所制备的吸附剂进行了表征,并研究了其对Cs⁺的吸附性能。结果表明,所制备吸附剂具有优异的Cs⁺吸附性能,γ-Al OOH/De-KCu HCF和γ-Al₂O₃/De-KCu HCF最高吸附容量分别可达75.44、84.02 mg·g^-1,γ-Al₂O₃/De-KCu HCF对模拟卤水中Cs⁺的吸附率高达97.55%;以3 mol·L^-1NH₄NO₃为脱附剂,经3级连续脱附后,γ-Al₂O₃/De-KCu HCF的Cs⁺脱附率...     

新型含氮、硫纤维素螯合树脂的合成及其吸附性能

将稻壳纤维素的氯化产物(CDC)分别与水合肼、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、丁二胺和己二胺反应,合成了6种含氮纤维素螯合树脂(ADC-1～ADC-6);在碱性条件下用环硫氯丙烷交联ADC合成了6种新型含氮、硫纤维素螯合树脂(TADC-1～TADC-6),研究了合成条件和ADC,TADC树脂对金属离子的吸附性能.结果表明,ADC树脂对Cu²⁺,Cr³⁺,Ni²⁺,Hg²⁺,Zn²⁺等离子有较好的吸附性,对Hg²⁺吸附容量可达0.5mmol/g左右;TADC树脂对Ag⁺,Cu²⁺,Hg²⁺等离子有较好的吸附性,对Hg²⁺和Ag⁺吸附容量可达1.1mmol/g和1.9mmol/g左右;强酸性条件下,ADC和TADC树脂的吸附容量都降低,它们对金属离子的吸附顺序分别为Hg²⁺>Cu²⁺>Ni²⁺和Ag⁺>Hg²⁺>Cu²⁺,树脂用10%的氨水解吸附可重复使用.     

PEI功能化秸秆生物炭对水中Cr 6+的吸附性能

选取玉米秸秆为原料, 经过缺氧炭化制备玉米秸秆生物炭, 并以聚乙烯亚胺(PEI)负载于生物炭表面, 制备PEI功能化秸秆生物炭, 研究了其对水中Cr ⁶⁺的吸附性能和机理. 结果表明, 在吸附剂添加量相等条件下, PEI碱性生物炭(PBC)对Cr ⁶⁺的吸附效率明显高于PEI酸性生物炭(HBC)和原始生物炭(CBC). PBC对水中Cr ⁶⁺的最大吸附量为386.3 mg/g, 吸附平衡时间为300 min; 当pH=2.0左右时, 对Cr ⁶⁺的吸附效率最大达到95.94%. 因此, PBC可作为一种高效去除水中Cr ⁶⁺的吸附剂.     

壳聚糖及其复合物对水中汞离子的脱除

由于汞的物理化学性质和对人体的毒副作用,汞减排已成为全球共识。当前除汞方法中,吸附法为一种较有潜力的方法。壳聚糖是一种天然的汞离子（Hg²⁺）吸附剂,以物理、化学手段改性后的衍生物更具有对环境中的汞吸附容量大,吸附效率高的优点。本文综述了壳聚糖及其衍生物脱除溶液中Hg²⁺的研究近况,介绍了壳聚糖物理（冷冻干燥、静电纺丝等）、化学修饰手段（交联和接枝等）以及与新型碳材料（碳纳米管、氧化石墨烯等）复合脱汞的最新研究,分析了壳聚糖及其复合物对水中Hg²⁺的去除效果和影响因素。最后,对壳聚糖吸附剂在汞污染治理中的研究作了展望。