聚乙烯亚胺改性氧化石墨对水中Cr(Ⅵ)的吸附

通过对石墨氧化、酯化,将聚乙烯亚胺耦合接枝到氧化石墨表面,制备聚乙烯亚胺改性氧化石墨(PEI-GO)。通过FTIR、XRD、TEM、RS和XPS等对合成材料进行表征,并研究了其对水中的Cr(Ⅵ)吸附和脱附性能。表征结果表明,聚乙烯亚胺成功嫁接到氧化石墨上,其氨基含量为4.36mmol·g^-1。PEI-GO对水中Cr(Ⅵ)具有很好的吸附性能,吸附等温线符合Freundlich方程,吸附动力学可用拟二级动力学方程来描述。PEI-GO对水中Cr(Ⅵ)的吸附随pH的升高而降低。阴离子的存在降低吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附,不同阴离子的影响大小顺序为PO₄^3- >SO₄^2- >NO₃^- >Cl^-。XPS结果表明,PEI-GO对Cr(Ⅵ)的去除是吸附-化学还原耦合作用的结果。经4次脱附再生循环,PEI-GO对Cr(VI)仍具有较高吸附量,表明该吸附剂再生性好,可循环使用。     

基于桔子皮废弃物从含铼废水中高效、高选择地提取钼

以生物质废弃物桔子皮为原料, 直接氨化后得到OW-NH₂生物吸附剂, OW-NH₂对Mo(Ⅵ)的吸附具有很高的选择性, 对其他共存离子Re(Ⅶ)、Pb(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、Zn(Ⅱ)、Mn(Ⅶ)、Ca(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)基本不吸附, 尤其是对Mo(Ⅵ)、Re(Ⅶ)的分离具有高选择性。红外光谱分析表明阴离子形式的H₃Mo₇O₂₄^3-、H₂Mo₇O₂₄^4-、HMo₇O₂₄^5-、Mo₈O₂₆^4-、Mo₇O₂₄^6- 和MoO₄^2-与引入在纤维素上的RNH₃⁺发生离子缔合反应。OW-NH₂吸附Mo(Ⅵ)的过程符合Langmiur吸附模型, 最大吸附量为1.71 mol·kg^-1。另外, OW-NH₂对工业实际料液的动态模拟实验的结果表明Mo(Ⅵ)回收率可达99%以上。     

维铜基配位聚合物的合成、结构和离子对其吸附Cr(Ⅵ)的影响

配位聚合物通常具有较大的比表面积和结构容易调控的特点,能有效地吸附去除水中的Cr(Ⅵ)。以4,4''-联吡啶（bipy）、1,3-间苯二乙腈（1,3-dab）、Cu （ClO₄）₂·6H₂O为原料,通过水热合成的方法成功合成了二维铜基配位聚合物：{[Cu （bipy）₄（1,3-dab）][Cu （bipy）₂（ClO₄）₂]（ClO₄）₂·（1,3-dab）}_n （1）。利用红外、X射线单晶衍射、元素分析、X射线光电子能谱等表征方法对1的结构进行测试分析。结果表明,1属于正交晶系P222₁空间群,a=1.115 52（5） nm,b=1.116 66（4） nm,c=3.116 84（15） nm,V=3.882 5（3） nm³。吸附Cr(Ⅵ)的性能研究表明,吸附剂1的最佳投料浓度为0.04 g·L^-1;在pH=3~9的范围内均具有较好的吸附性能和pH适应性,并且在pH=5时吸附性能最好,吸附容量能达到250 mg·g^-1。离子共存实验表明离子浓度越大、价态越高,它们对1吸附Cr(Ⅵ)的影响就越明显,并且阴离子的抑制作用高于金属阳离子,作用大小顺序： PO₄^3->SO₄^2->CO₃^2->Cl^->HCO₃^->NO₃^-。     

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(KCuHCF)纳米颗粒负载于改性De表面,制备出γ-AlOOH/De-KCuHCF和γ-Al₂O₃/De-KCuHCF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-AlOOH/De-KCuHCF和γ-Al₂O₃/De-KCuHCF最高吸附容量分别可达75.44、84.02 mg·g^-1,γ-Al₂O₃/De-KCuHCF对模拟卤水中Cs⁺的吸附率高达97.55%;以3 mol·L^-1 NH₄NO₃为脱附剂,经3级连续脱附后,γ-Al₂O₃/De-KCuHCF的Cs⁺脱附率可达81.88%,经过5次吸附-脱附循环后仍保持了较高的吸附量。     

螺吡喃功能化UiO-66光响应吸附剂的制备及其性能

将光响应分子甲基螺吡喃SP-CH₃引入UiO-66的非极性孔笼中,构筑吸附活性位可光控调节的光响应吸附剂。SP-CH₃功能化的吸附剂完好保留了载体UiO-66的骨架和孔道结构。以阴离子染料甲基橙为探针,研究了吸附剂在不同光照条件下的吸附和解吸性能。结果表明,经紫外光照后,吸附剂对甲基橙的吸附量为41.99 mg·g^-1,相较于可见光照后样品的吸附量提升57.56%,吸附作用增强;经可见光照后,甲基橙的脱附量为81.6%。本策略通过光照刺激改变UiO-66孔笼中SP-CH₃的构型及表面电荷性质,即对吸附活性位进行光控调节,在不同光照条件下实现对吸附质的高效吸附和有效脱附。     

螺吡喃功能化UiO-66光响应吸附剂的制备及其性能

将光响应分子甲基螺吡喃SP-CH₃引入UiO-66的非极性孔笼中,构筑吸附活性位可光控调节的光响应吸附剂。SP-CH₃功能化的吸附剂完好保留了载体UiO-66的骨架和孔道结构。以阴离子染料甲基橙为探针,研究了吸附剂在不同光照条件下的吸附和解吸性能。结果表明,经紫外光照后,吸附剂对甲基橙的吸附量为41.99 mg·g^-1,相较于可见光照后样品的吸附量提升57.56%,吸附作用增强;经可见光照后,甲基橙的脱附量为81.6%。本策略通过光照刺激改变UiO-66孔笼中SP-CH₃的构型及表面电荷性质,即对吸附活性位进行光控调节,在不同光照条件下实现对吸附质的高效吸附和有效脱附。     

氧化程度对微细鳞片可膨胀石墨结构及膨胀性的影响

以平均粒径为19.71μm的天然微细鳞片石墨为原料,通过化学氧化法制备了具有不同氧化程度的可膨胀石墨,采用XRD、FTIR、Raman、SEM等对可膨胀石墨的结构与膨胀性进行了表征。结果表明：当氧化程度较低时制得的微细鳞片可膨胀石墨由石墨、石墨层间化合物和氧化石墨三相组成;随着氧化程度的增加,氧化石墨相含量与可膨胀石墨结构无序程度逐渐增高,石墨层间化合物相含量先增加后减少,石墨相含量则逐渐降低;氧化促使HSO₄^-或SO₄^2-插入石墨层间,插入层间的HSO₄^-或SO₄^2-量是决定可膨胀石墨膨胀容积的关键因素,制备的微细鳞片膨胀石墨的膨胀容积可达65.9mL·g^-1。     

二元铜族团簇负离子催化CO氧化反应机理

用密度泛函理论B3LYP方法研究了二元铜族团簇负离子AuAg^-, AuCu^-和AgCu^-催化CO氧化反应的详细机理. 计算结果表明: CO在混合团簇中的吸附位顺序为Cu>Au>Ag; O₂也优先吸附到Cu上, 其次为Ag, 最难的为Au; 另外, O₂分子较CO分子易于吸附到混合团簇上. CO氧化反应有三条反应通道, 在热力学和动力学上均容易进行. AuAg-团簇催化CO氧化反应的最优反应通道为CO插入AuAgO₂^-中的Ag―O键形成中间体[Au―AgC(O―O)O]^-, 然后直接分解形成CO₂和AuAgO^-, 或另一个CO分子进攻中间体[Au―AgC(O―O)O]^-形成两分子的CO₂和AuAg^-. 而AuCu^-和AgCu^-催化CO氧化反应的最优反应通道为CO和O₂共吸附到团簇上,然后形成四元环中间体,最后四元环中间体分解形成产物或另一个CO分子进攻四元环中间体从而形成产物. 第二个CO分子的协同效应不明显. AuAg^-和AuCu^-对CO氧化反应催化活性强于Au₂^-团簇, 因此, Ag和Cu掺杂可以提高金团簇的催化活性, 与之前实验研究结果一致.     

五乙烯六胺修饰的MCF基吸附剂的制备及其CO2吸附性能研究

以三嵌段共聚物P123 (EO₂₀-PO₇₀-EO₂₀)为模板剂合成了介孔泡沫氧化硅(MCF)材料. MCF经过五乙烯六胺(PEHA)修饰后用于捕捉CO₂. 采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N2吸附-脱附、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、热重分析(TGA)对MCF和MCF-PEHA进行了表征. 结果表明, PEHA对MCF改性后, 并没有破坏MCF载体本身的结构. MCF-PEHA的CO₂吸附量在75℃时达到最大. 随着PEHA含量的增加, MCF-PEHA的CO₂吸附量呈先增大后减小的趋势, 当PEHA含量为70% (w)时, CO₂吸附量达到最大, 为3.55 mmol·g^-1. 水汽促进了吸附剂的CO₂吸附性能. 研究结果还表明, MCF-70吸附剂经过四次吸脱附循环, 吸附性能基本保持不变, 表现出很好的可再生性能.     

沉淀剂对水热法制备分等级氧化铁纳米结构及其Cr（Ⅵ）吸附性能的影响

以硫酸铁为铁源、硫脲、氟化钠和尿素分别为沉淀剂,采用水热法成功地制备了分等级微米级球状氧化铁粒子、六方柱状粒子相互交织的微米级氧化铁团聚体等。采用X射线衍射、扫描电镜、N₂吸附-脱附、磁滞回线和UV紫外分光光度计等测试手段,对比研究了上述沉淀剂对产物微结构、形貌、织构性质及其对剧毒Cr（Ⅵ）吸附性能的影响。结果表明,以硫脲为沉淀剂制得氧化铁的结晶度最高,其晶粒大小为49.7nm,并具有最高的比表面积13.0m₂·g^-1、最大的孔容0.092cm³·g^-1和平均孔径28.6nm;该氧化铁具有最佳的Cr（Ⅵ）吸附性能,30min即达到吸附平衡,饱和吸附量达202.8mg·g^-1,并且符合Langmuir单分子层吸附模型;该氧化铁还具有一定的磁性,通过外加磁场可以实现吸附Cr（Ⅵ）后的吸附剂与溶液的彻底分离,因而在重金属废水处理领域显示出良好的应用前景。     

玻碳电极上Ru(bpy)32+的吸附及其电致化学发光的研究

通过电化学循环伏安法和电致化学发光方法, 研究了Ru(bpy)₃²⁺在玻碳电极上的吸附, 研究结果表明, Ru(bpy)₃²⁺的浓度和与玻碳材料接触的时间, 直接影响了Ru(bpy)₃²⁺在玻碳上的吸附. 还考察了吸附的 在玻碳电极上被氧化后脱附的情况.     

SO42-/SnO2-Fe2O3固体酸催化下的环酮Baeyer-Villiger氧化反应及缩合反应

采用共沉淀的方法制备了不同Fe 掺杂量的SO₄^2-/SnO₂-Fe₂O₃固体超强酸催化剂. 利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱, 粉末X射线衍射(XRD), N₂吸附-脱附实验(BET), 热重(TG)分析和扫描电镜(SEM)等方法对样品进行了表征. 考察了所得催化剂对4-叔丁基环己酮与乙二醇缩合反应的催化性能. 实验结果表明, 与未经过掺杂改性的SO₄^2-/SnO₂固体酸催化剂相比, 改性后催化剂的催化性能得到了改善. 研究了以Fe/Sn 摩尔比为0.5的SO₄^2-/SnO₂-Fe₂O₃固体酸为催化剂, 部分醛酮类化合物与乙二醇及1,2-丙二醇的缩合反应. 考察了反应时间、催化剂用量等因素对反应的影响. 同时, 将所得催化剂应用于环酮Baeyer-Villiger 氧化反应中, 催化剂表现出良好的催化活性, 且催化剂具有一定的循环使用性.     

离子色谱法测定胡蜂酒中5种无机阴离子的含量

为了探究胡蜂酒中无机阴离子的含量和组成,利用离子色谱法测定胡蜂酒中5种阴离子(F_^-、Cl_^-、Br_^-、NO_3^-、PO_4^3-)含量,建立了一种同时测定胡蜂酒中5种无机阴离子的方法。并测定不同产区胡蜂酒阴离子含量,分析不同产区间胡蜂酒阴离子含量之间的差异,以期为胡蜂酒的评价提供新思路。结果表明,5种无机阴离子标准曲线相关系数良好,相关系数范围在0.9980≤ r ≤ 0.9999之间,检出限在0.024~4.33 mg.L_^-1之间, 5种阴离子的回收率在84.13~100.19%之间,RSD为 0.17~1.24 %,所建立的分析方法准确、可靠,能满足胡蜂酒中阴离子分析的要求。不同产区胡蜂酒中阴离子含量存在差异,5种阴离子平均含量高低次序为PO_4^3-(2666.825 mg/L)、Cl_^-(77.550 mg/L)、NO_3^-(9.408 mg/L)、F_^-(6.220mg/L)、Br_^-(0.760 mg/L)。16个不同产区胡蜂浸泡酒中F_^-变异系数最大,说明不同产区中F_^-含量波动较大。Cl_^-、PO_4^3-变异系数最小,说明不同产区胡蜂之间含量较稳定。     

H2在K0-MWCNTs上储存和吸附/脱附特性研究

利用高压容积法辅以卸压升温脱附排水法, 测定金属K修饰多壁碳纳米管对H₂的吸附储存容量. 结果表明, 在室温(25 ℃), 7.25 MPa实验条件下, x%K⁰-MWCNTs (x%＝30%～35%, 质量百分数)对H₂的吸附储存容量可达3.80 wt%(质量百分数), 是相同条件下单纯MWCNTs氢吸附储量的2.5倍; 室温下卸至常压的脱附氢量为3.36 wt%(占总吸附氢量的～88%), 后续升温至673 K的脱附氢量为0.41 wt%(占总吸附氢量的～11%). 利用LRS和H₂-TPD-GC/MS等谱学方法对H₂/K⁰-MWCNTs吸附体系的表征研究表明, H₂在K⁰-MWCNTs上吸附存在非解离 (即分子态)和解离(即原子态)两种吸附态; 在≤723 K温度下, H₂/K⁰-MWCNTs体系的脱附产物几乎全为H₂气; 723 K以上高温脱附产物不仅含H₂, 也含有CH₄, C₂H₄和C₂H₂等C₁/C₂-烃.     

球形微粒Co3O4电极催化氧化硫离子

尝试用氨蒸发诱导合成方法在石墨小片上生长球形Co₃O₄微粒, 并用其制备电极且进行S^2-的电化学氧化研究. 用极化曲线、恒电位技术等电化学方法考察了Co₃O₄电极对S^2-的电化学氧化的催化性能, 发现Co₃O₄电极对电化学氧化S^2-具有优异的催化性能, 极大地促进了-0.40 V 附近S^2-向含硫的酸根离子和低级多硫离子的转变, 电流密度最大可以达到580 mA·cm^-2. 恒电位极化表明电极的电催化稳定性良好; 电化学阻抗谱(EIS)测试显示Co₃O₄在碱性S^2-电解液中的电荷转移电阻很小, 这从电化学动力学角度解释了它对S^2-具有良好的催化性能.     

双芳酰基肼衍生物为受体应用于F -和AcO -的识别研究

设计合成了系列双芳酰基肼衍生物, 利用紫外-可见吸收光谱考察了在乙腈中受体与F^-、Cl^-、Br^-、AcO^-、H₂PO₄^-、HSO₄^-等阴离子的作用. 研究结果表明双芳酰基肼衍生物对F^-、AcO^-有高的选择性和敏感性, 而对其他阴离子则无明显作用. 该类受体分子与阴离子通过氢键作用形成1:1的稳定化合物,从而导致了吸收光谱的变化.¹H NMR 滴定为受体分子与阴离子间的氢键作用本质提供了直接依据.     

镁铝双金属氢氧化物及氧化物去除硫离子(S2-)性能及其机理研究

利用层状双金属氢氧化物(LDHs)层间阴离子的可交换性及其结构记忆效应，研究了氯离子插层镁铝双金属氢氧化物(MgAl-Cl-LDHs)及镁铝双金属氧化物(MgAl-LDO)去除S^2-的性能及机理。采用X射线粉末衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)和电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP)等表征技术，详细探讨了焙烧复原法及离子交换法得到的不同产物的结构和去除S^2-性能，提出了MgAl-Cl-LDHs和MgAl-LDO对S^2-的不同去除机理。结果表明，MgAl-LDO具有较MgAl-Cl-LDHs更为优良的去除S^2-性能。文中所有去除实验的pH值均为9，此时S^2-发生水解且主要以HS-存在于溶液中。采用MgAl-Cl-LDHs为前体时，HS^-的离子交换能力比Cl^-弱，不能通过与Cl^-交换进入层间，S^2-的去除机理主要是表面吸附HS^-及将其氧化成S₂O₃^2-。以MgAl-LDO为前体时，HS^-通过LDO结构恢复能迅速进入层间，且受MgAl-LDO的催化氧化性能的影响，在结构恢复的同时HS-被氧化成S₂O₃^2-、S^2-和S^3-，可以高效去除溶液中的S^2-。n_Mg/n_Al比为2的LDHs在500 ℃下焙烧的产物MgAl-LDO对S^2-的去除率能够达到98%以上，以MgAl-LDO去除S^2-的方法可作为一种高效除S^2-的方法。     

人工合成受体的阴离子识别研究(Ⅰ)——乙二醛缩双芳氨基硫脲的合成及阴离子识别研究

设计合成了3种乙二醛缩双芳氨基硫脲受体分子。利用紫外-可见吸收光谱及¹H NMR考察了其与F^-、Cl^-、Br^-、I^-、CH₃COO^-、C₃H₇COO^-、HSO₄^-、NO₃^-等阴离子的作用。结果表明,该类受体分子与阴离子形成氢键配合物。加入F^-、CH₃COO^-、C₃H₇COO^-时,溶液颜色立刻由无色转变为深黄色,而加入其它阴离子则无变化,从而实现对这3种阴离子的裸眼检测。通过计算可知,随着苯环上取代基的变化,此3种受体分子对F^-和CH₃COO^-的识别作用呈现有规律的变化。即o-F取代基的受体分子对阴离子的识别作用大于其他2种受体分子,且主客体间形成1∶1的配合物。¹H NMR滴定及质子溶剂效应进一步证明了受体分子与阴离子之间以氢键作用方式相结合。     

功能化有序介孔碳对重金属离子Cu(II)、Cr(VI)的选择性吸附行为

以三嵌段共聚物F127为模板剂, 酚醛树脂为碳源, 正硅酸乙酯为硅源, 三组分共组装合成介孔碳?氧化 硅纳米复合物, 再经HF去除氧化硅, 得到有序介孔碳(OMC). X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、低温 N2吸脱附(BET)等测试表明, 所得样品具有高度有序的介孔结构, 比表面积和孔容分别为1330 m²·g^-1和2.13 cm³·g^-1, 平均孔径6.4 nm. 对其先氧化、后氯化、再胺化, 得到不同胺基接枝量的胺化介孔碳(C-NH₂(m), m为加入的乙二胺的质量(g)). 傅里叶变换红外(FT-IR)光谱表征结果证实, 胺基官能团成功接枝到有序介孔碳表面.TEM测试表明介孔碳的有序孔道结构得到了较好的保持. 以有序介孔碳、胺化介孔碳作吸附剂对Cu(II)、Cr(VI)进行选择性吸附研究. 结果表明: 功能化修饰前, 样品对Cu(II)、Cr(VI)饱和吸附量分别为213.33、241.55 mg·g^-1; 修饰后饱和吸附量可分别达到495.05、68.21 mg·g^-1. 功能化介孔碳表现了较强的选择性吸附Cu(II)的能力.     

离子对UIO-66-2OH光催化性能的影响

实际废水中存在的离子会对有机污染物的光催化降解产生影响。以ZrCl₄和2,5-二羟基对苯二甲酸为原料,通过水热合成法成功制备了金属有机骨架材料UIO-66-2OH。通过红外（IR）、X射线粉末衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）和扫描电子显微镜（SEM）对UIO-66-2OH的结构进行表征。利用水中常见的金属阳离子和无机阴离子,探索UIO-66-2OH的光催化性能。研究发现,金属阳离子Fe³⁺和无机阴离子HCO₃^-、CO₃^2-可以加快光催化降解的速度。然而,金属离子Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺和无机阴离子Cl^-、SO₄^2-、PO₄^3-会抑制光催化性能,且离子价态越高,抑制效果越明显。