烟梗基多孔炭的制备及其磺胺二甲基嘧啶吸附性能研究

磺胺二甲基嘧啶(SMZ)的大量使用会对生态环境产生不利影响,并导致耐药菌的产生,对人类健康构成重大风险。以烟梗为原料的生物炭具有价格低廉、绿色环保等优势,可用于SMZ的吸附。本文以草酸钾与碳酸钙为二元活化剂,制备了性能优异的多孔炭材料(TS-PC-800),具有最大的平衡吸附容量(852.4 mg/g)。当SMZ溶液pH为;3-6时,多孔炭具有良好的吸附性能,当pH为7-9时,其吸附性能显著下降。等温吸附实验和吸附动力学研究结果表明,TS-PC-800对SMZ的吸附符合Langmuir模型,吸附过程符合伪二阶动力学模型。在T=318 K,SMZ溶液初始浓度C₀=200 mg/L时,其理论饱和吸附量Q_m=1121 mg/g,且10 min左右能快速达到吸附平衡。循环实验表明TS-PC-800具有良好的稳定性和再生性能,经过4次循环,吸附量仍可达781 mg/g。     

计算机辅助磺胺苯甲酰表面分子印迹聚合物的制备

为制备高选择性的分子印迹聚合物用于药物残留富集,本研究运用量子化学计算辅助设计磺胺苯甲酰(SB)分子印迹体系,并采用表面印迹法制备印迹聚合物,研究其吸附行为、选择性和再生性。结果显示,结合SB的自然键轨道分析结果确定氢键作用位点,优化其与功能单体复合物构型,确定以1∶5(摩尔比)的投料比进行聚合。产品的电镜照片显示分子印迹层已均匀覆盖在硅胶微粒表面,红外光谱图和热重分析印证聚合成功。表面印迹物传质较快,准二级和Elovich动力学模型可拟合其动力学行为,吸附等温曲线更符合Langmuir模型,说明吸附位点相对均匀、特异;印迹因子为1.92,对氟苯尼考和磺胺醋酰的分离因子分别为15.16和0.54,具有吸附选择性;被重复利用5次后,吸附量稳定在87%以上,机械强度良好。通过计算机辅助设计,成功制备性能优良的磺胺苯甲酰表面分子印迹聚合物,为进一步研究分子印迹聚合物的制备与识别机理提供理论和实践参考。     

氨基甲酸甲酯磁性分子印迹聚合物吸附性能研究

以改性四氧化三铁颗粒为磁性载体,采用沉淀聚合法,以MC为模版分子,丙烯酸为功能单体,二甲基甲酰胺(DMF)为致孔剂,制备了MC磁性分子印迹聚合物(MC-MIPs),同时研究了MC-MIPs对水溶液中MC的吸附性能以及在白酒中的富集效果。结果表明,在p H7,吸附时间3 h,温度20℃时,达到最佳吸附量19.752 mg/g,并且该MC-MIPs显示出对MC良好的专一性吸附,吸附过程符合Langmuir准二级动力学方程和Freundlich等温吸附方程,在白酒中的富集效果与水溶液中基本一致。MC-MIPs具有超顺磁性,便于吸附后固液分离,在MC富集净化处理中显示出较好的应用前景。     

部分还原氧化石墨烯-Fe_3O_4对水中Mn(Ⅱ)的快速去除

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),继而用一步共沉淀法制备了部分还原氧化石墨烯-四氧化三铁复合物(PRGO-Fe_3O_4).采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线能量色散光谱(EDX)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、选区电子衍射(SAED)及傅里叶变换红外光谱(FTIR)等技术对其进行了分析表征;考察了p H值、接触时间、吸附材料用量、共存物质、GO的还原、循环使用次数等因素对Mn(Ⅱ)吸附行为的影响.结果表明,PRGO-Fe_3O_4中Fe_3O_4颗粒分布均匀,大小为15~20 nm,剩磁和矫顽力均很小.因Fe_3O_4颗粒的锚定作用,石墨烯片层很薄,使PRGO-Fe_3O_4对Mn(Ⅱ)表现出高效的吸附性能和良好的循环使用性能:当p H=7、PRGO-Fe_3O_4用量为500 mg/g时,对201.3211 mg/L的Mn(Ⅱ)溶液仅3 min即达吸附平衡,吸附率和吸附量分别为99.35%和404.49 mg/g,磁分离仅需10 s,经5次循环吸附后,容量保持率为首次的78%.机理与热力学研究结果表明,吸附为吸热、自发的单层化学吸附.     

新型磁性氧化石墨烯与原子荧光光谱仪联用测定水中痕量重金属

以氧化石墨烯和Fe_3O_4磁性纳米颗粒为原料制备出新型分离富集材料磁性氧化石墨烯纳米颗粒,建立了与原子荧光光谱仪联用检测水样中Pb(II)和Cd(II)的方法。通过红外光谱进行表征,并探究影响材料吸附性能的因素,例如溶液的p H、吸附剂用量、洗脱剂浓度与体积、吸附与洗脱时间、样品体积与干扰离子等。在已优化的实验条件下,Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的检出限(LOD)分别为4.1×10-5,2.7×10-5mg/L,线性范围分别是1.0×10-4~1.4×10-2mg/L,5.0×10~(-5)~5.0×10~(-3)mg/L;相对标准偏差(RSD)分别为2.3%,3.5%;加标回收率分别为91.8%~101.0%,93.3%~102.0%。方法适用于水样中铅离子和镉离子的定量分析。     

还原氧化石墨烯基三聚氰胺海绵的制备与吸附性能

以天然石墨为原料,用Hummers法和超声剥离法制备了氧化石墨烯(GO).将氧化石墨烯浸渍,涂覆于三聚氰胺海绵表面,在线还原制得还原氧化石墨烯基三聚氰胺海绵(RGOME).通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪及光学接触角测定仪等分析了RGOME的结构,考察了RGOME对多种油品的吸附性能,并对其油水选择吸附性能和循环使用性能进行了研究.结果表明,RGOME具有疏水超亲油性,对油品的吸附量达到56~127 g/g,可用Bangham方程描述RGOME对甲苯和煤油的吸附动力学过程;在选择吸附过程中,油品浓度急剧降低,吸附量不断升高,分离效率达到74.49%,可较好地实现油水分离;吸附油品的RGOME经脱附可多次循环使用.     

乙二胺树脂对铜和磺胺甲恶唑的吸附特性与机制

系统研究了乙二胺树脂(PSA)对铜Cu(Ⅱ)和磺胺甲恶唑(SMZ)污染物的共去除性能及交互影响规律。研究结果表明,PSA对Cu(Ⅱ)和SMZ的吸附等温线可采用Langmuir方程进行拟合,共存不同浓度SMZ时,Cu(Ⅱ)的饱和吸附量升高(18.11~32.9%);共存不同浓度Cu(Ⅱ)时,SMZ的饱和吸附量降低(2.18~36.5%)。结合预负载、动态吸附实验及固相FT-IR分析,低SMZ浓度时,Cu(Ⅱ)的增强去除主要是由于质子化氨基被阴离子SMZ-吸附,屏蔽了正电荷对Cu(Ⅱ)的静电排斥作用。Cu(Ⅱ)与SMZ分别与PSA中的氨基发生配位作用和静电/氢键作用,因而存在竞争吸附,且Cu(Ⅱ)的吸附作用力更强;固相中Cu(Ⅱ)对SMZ具有架桥吸附作用,形成了-N-Cu(Ⅱ)-SMZ三元络合物构型。用1.0mol/L的HCl对吸附后的PSA进行再生,SMZ和Cu(Ⅱ)的再生率分别达98.2%和99.8%。共存无机盐显著促进了Cu(Ⅱ)的吸附(4.7~42.7%),略抑制了SMZ的吸附(1.6~19.4%),而共存腐植酸对两种目标污染物的去除基本无影响。     

强碱性阴离子交换树脂对水中磺胺二甲基嘧啶的吸附特性

以强碱性阴离子交换树脂作为吸附剂,对模拟废水中的磺胺二甲基嘧啶进行吸附实验。静态吸附实验结果表明,温度为25℃,p H=7,磺胺二甲基嘧啶的初始浓度为10mg/L,吸附平衡时间为40min的条件下,强碱性阴离子交换树脂对磺胺二甲基嘧啶的吸附量为0.244mg/g。经准二级动力学方程拟合出的qe为0.263mg/g与实验所得值0.244mg/g接近,且相关系数R~2=0.9991,能较好地描述强碱性阴离子交换树脂对SM2的吸附行为。通过Langmuir吸附模型拟合的qm为0.274mg/g,与实验值更接近,且R~2=0.9972。吸附动力学和吸附热力学的分析表明,强碱性阴离子交换树脂对磺胺二甲基嘧啶的吸附行为是物理吸附为主的单分子层吸附。而动态吸附实验结果表明,当温度为25℃,p H=7,磺胺二甲基嘧啶的初始浓度为10mg/L时,动态吸附穿透时间为250min,吸附饱和时间为670min,动态吸附过程中强碱性阴离子交换树脂对磺胺二甲基嘧啶的最大吸附量为0.231mg/g。     

高效液相色谱-电化学阵列检测器检测10种磺胺药物在鸡肉中的残留

建立了一步有机溶剂提取、HPLC分离、多孔石墨电极阵列检测器检测10种磺胺类药物在鸡肉中残留量的方法。采用乙腈-氯仿混合液(乙腈：氯仿=10：1)提取，10种磺胺药物的提取收率均大于50％；研究了磺胺类药物在多孔石墨电极上的氧化还原特征，确定检测电势为455，560，630，670和710mV；优化了HPLC分离条件，Hypersil BDS C-18色谱柱，pH5、30mmoL／L磷酸二氢钠、8．5％-37．5％乙腈(V/V)线性梯度洗脱，40min内实现10种磺胺药物的基线分离，鸡肉中提取的杂质不干扰样品分离；方法的检出限(S/N=3)为磺胺二甲异喔唑(SIA)40μg／kg及磺胺(SA)、磺胺嘧啶(SDZ)、磺胺甲基嘧啶(SMR)、磺胺二甲基嘧啶(SMZ)、磺胺吡啶(SPD)、磺胺噻唑(STZ)、磺胺甲噻二唑(SMTZ)、磺胺氯哒嗪(SCP)和磺胺甲基异喔唑(SMX)等分别为20μg／kg，在0．1—2．0mg/L浓度范围内各磺胺类药物与其响应信号呈现良好的线性关系，相关系数(r)均大于0．9978；电极再生方法简单，可实现在线清洗，适用于食用畜禽产品中磺胺类药物残留量的分析。     

荧光偏振免疫分析方法分析磺胺二甲基嘧啶

建立了检测磺胺二甲基嘧啶的荧光偏振免疫分析方法。合成了3种结构不同的荧光标记物,并用薄层色谱法提纯。研究了不同结构的荧光标记物对FPIA方法灵敏度的影响。该FPIA方法在缓冲液中的检出限为1.6μg/L,半数抑制量(IC50)为41μg/L,检测范围为5~458μg/L,可以达到食品中SMZ最低残留限量的要求。研究了FPIA的动力学过程及对其它16种磺胺类药物的交叉反应,结果显示,SMZ、磺胺甲基嘧啶和磺胺二甲基恶唑的交叉反应率分别为100%、8.7%和2.4%,其它磺胺类药物的交叉反应率均低于1%。     

磁性氧化石墨烯固定化氯过氧化物酶及其在奥酸性蓝45脱色中的应用

以氧化石墨烯和Fe_3O_4为原料制备磁性氧化石墨烯,采用吸附法将氯过氧化物酶固定在磁性氧化石墨烯上,考察了固定化体系缓冲溶液p H值、固定化时间及反应温度对固定效果的影响.以氯过氧化物酶催化氧化奥酸性蓝45染料脱色反应为模型反应,探讨了固定化氯过氧化物酶的操作稳定性.实验结果表明,p H=3.5,反应15 min、反应温度15℃为固定化氯过氧化物酶的最佳催化条件;采用共沉淀法制备载体,加入的NH_4Fe(SO_4)_2·12H_2O与氧化石墨烯(GO)质量比为10.7∶1时,得到的磁性氧化石墨烯(TMGO)的酶固载量大于二者质量比为5.35∶1时得到的磁性氧化石墨烯(FMGO),这可能与FMGO氧化石墨烯表面的Fe_3O_4含量不足有关;与游离酶相比,固定化氯过氧化物酶表现出更好的酸碱稳定性、H_2O_2稳定性、热稳定性和储存稳定性,在35~50℃,聚集或堆积的磁性氧化石墨烯(TMGO)片层打开,导致固定化酶活损失率明显小于游离酶.重复使用5次后,TMGO-氯过氧化物酶(CPO)的相对活性仍然保持在60%以上.     

新型磁性氧化石墨烯的制备及其载药性能

通过氧化超声剥离法制备出氧化石墨烯(GO),并通过原位化学共沉淀法将其与Fe_3O4复合,得到一系列组分质量比(m_(G/F))不同的磁性氧化石墨烯复合物(GO@Fe_3O_4).用X射线粉末衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和振动样品磁强计(VSM)表征了复合物的组成、微观结构和形貌及磁性能.结果表明,复合物中Fe_3O_4纳米粒子包覆在GO的表面,且两组分之间存在一定的相互作用.进一步研究表明,复合物对抗癌药物—阿霉素(DOX)的吸附行为符合二级动力学模型;正交试验结果表明,温度、DOX浓度和溶液pH都会影响复合物的载药性能,其中DOX浓度的影响最大,而溶液p H最小.此外,复合物对DOX的释放性能受溶液p H的影响较大,当pH5.8时,复合物的累积释放率最高,且重复利用率较理想.     

毛细管电泳-场强放大堆积技术对制剂中磺胺嘧啶和磺胺甲噁唑的测定研究

利用高效毛细管电泳-场强放大柱内堆积技术分离测定磺胺嘧啶(SD)和磺胺甲噁唑(SMZ)。采用未涂层熔融石英毛细管柱(60.2 cm×75μm,有效长度50 cm),以50 mmol/L NaH2PO4(pH6.0)为运行缓冲液,分离电压27.5 kV,柱温25℃,检测波长214 nm进行测定。进样前压力进水3.42 kPa×12 s;电动进样-10kV×9 s。SD和SMZ的线性范围分别是0.05~10.00 mg/L(r=0.999 9),0.025~5.00 mg/L(r=0.999 4),检出限分别为1.74、1.39μg/L;将此方法应用于实际样品测定,SD回收率为98%~103%,SMZ回收率为97%~103%。     

还原态氧化石墨烯对Zn(Ⅱ)的吸附动力学与热力学

以乙二胺(EDA)还原氧化石墨烯(GO)制得一种吸附材料,即还原态氧化石墨烯(RGO)。 采用批量平衡法研究了RGO对Zn(Ⅱ)的吸附动力学与热力学,利用Lagergren准一级及准二级动力学方程、Langmuir和Freundlich等温方程对实验数据进行了拟合分析。 研究结果表明,Lagergren准二级吸附动力学模型能够较好地描述实验结果,表明该吸附过程以化学吸附为主。 RGO的吸附在所研究的Zn(Ⅱ)浓度范围内更符合Langmuir等温吸附经验式,ΔH0=-21.60 kJ/mol,吸附焓变小于零,表明该吸附为放热过程;吸附吉布斯自由能变化ΔG0为正值,表明该吸附是一个非自发的过程。     

磷酸化黄原胶/氧化石墨烯的合成及其对铀的选择性吸附

以氧化石墨烯(GO)为基体,黄原胶(XG)为交联剂,磷酸(P)为修饰剂制备了磷酸功能化黄原胶/氧化石墨烯凝胶(P-XG/GO),并应用于铀的选择性吸附。扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、Zeta电势分析等技术表明GO的交联和磷酸化成功。系统研究了溶液pH值、铀初始浓度、吸附时间和温度等因素的影响,得到了适宜吸附条件。吸附数据用Langmuir等温线模型拟合良好,最大吸附能力为495.05 mg/g。与准一级动力学模型相比,准二级动力学模型更好地拟合了吸附过程。     

新型石墨烯磁性复合材料的制备及其对水中亚甲基蓝的吸附去除

采用绿色、温和的方法合成了一种新型的磁性纳米复合材料(Fe3O4@PDA@RGO),并考察了其对水溶液中亚甲基蓝的吸附去除效果。多巴胺通过自聚合作用可以直接吸附到Fe3O4表面,其既是氧化石墨烯(GO)的还原剂,也是Fe3O4和还原态氧化石墨烯(RGO)组装的偶联剂。反应过程中无需热处理或加入其他有机试剂。利用透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、X衍射光谱(XRD)和拉曼光谱等技术对制备的磁性纳米复合材料进行了表征。结果表明,Fe3O4@PDA@RGO具有较强的磁性(37.8 emu·g-1),对亚甲基蓝有较高的吸附去除能力(98 mg·g-1)。Fe3O4@PDA@RGO对亚甲基蓝的吸附能力随着p H值的增大而增强,其吸附过程符合拟二级反应动力学方程和Langmuir吸附模型。Fe3O4@PDA@RGO作为吸附剂,其性质稳定,经磁性分离可重复利用10次以上。     

三聚氰胺磁性印迹固相萃取材料的制备及其应用

采用磁性氧化石墨烯(GO)为载体,三聚氰胺(MEL)为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,制备了新型三聚氰胺磁性印迹聚合物。 采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微（TEM）、差热分析(TG)和样品振动磁强计(VSM)对该磁性印迹聚合物进行表征和分析,结果表明,在氧化石墨烯表面成功制备磁性印迹聚合物。 结合高效液相色谱分析技术对该印迹聚合物的吸附性能进行检测,结果表明,该磁性印迹聚合物对三聚氰胺表现出特异性吸附性能,最大吸附容量为33.11 mg/g;相对于环丙氨嗪和三聚氰酸,三聚氰胺的选择因子(β)分别是2.43和2.84。 结合磁固相萃取与液相色谱检测技术,实现了牛奶样品溶液中三聚氰胺的分离、富集和检测。     

三维生物高分子/氧化石墨烯复合凝胶对阳离子染料吸附的研究

采用一种简便的方法制备了生物高分子调控的氧化石墨烯凝胶用于水污染处理.将生物高分子白蛋白(BSA)、壳聚糖(CS)、及脱氧核糖核酸(DNA)与氧化石墨烯(GO)共混,自组装形成水凝胶,最后冻干得到生物高分子/氧化石墨烯复合凝胶.通过扫描电镜、原子力显微镜、纳米粒度分析仪等分析复合凝胶的组装结构与表面电位.结果表明凝胶呈现内部联通的三维多孔结构,该结构有利于被吸附分子的快速内部扩散.红外光谱证明了生物高分子被成功负载到了凝胶网络中.然后将该复合凝胶用于阳离子染料的吸附,吸附实验表明这类生物高分子/氧化石墨烯复合凝胶对阳离子染料有很好的吸附效果,同时也对阴离子和非离子毒性分子有一定的吸附能力.研究了吸附时间,初始浓度,pH值等对凝胶吸附量的影响,并考察了凝胶的解吸附.最后详细探讨了GO-BSA、GO-CS和GO-DNA凝胶对亚甲基蓝(MB)吸附的动力学和吸附等温式.经吸附动力学拟合,生物高分子/氧化石墨烯复合凝胶吸附MB复合二级动力学模型和Langmuir等温吸附,对MB分子是单分子层吸附,吸附初期为大孔隙扩散,后期为粒子内扩散.     

P(VF-NIPAAm-AM)多重响应型复合水凝胶的制备及其性能研究

本文以乙烯基二茂铁(VF)、氮异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)及丙烯酰胺(AM)为原料,采用自由基聚合法制备了p(VF-NIPAAm-AM)复合水凝胶,利用扫描电子显微镜及红外光谱仪对其表面形貌和结构进行了表征,并研究了其在不同温度、p H及氧化还原介质中溶胀收缩性能及其透明度的变化。结果表明,所制备的凝胶具有蜂窝状孔洞结构,比表面积大,有利于其他分子的吸附,而且表现出良好的温度、p H以及氧化还原多重敏感性。     

聚乙烯亚胺-硫脲-豆蛋白复合材料吸附铅、镉的性能

以硫脲、聚乙烯亚胺和大豆分离蛋白(SPI)为原料制备了多孔大豆蛋白复合材料(TPS)并进行表征。研究了TPS对Pb~(2+),Cd~(2+)的微柱分离富集性能。优化实验条件后,TPS对Pb~(2+),Cd~(2+)可实现定量吸附,吸附容量分别为20. 56和25. 13 mg/g,富集系数分别为200,150倍,经过100次吸附和解吸循环后TPS吸附性能未发生改变,准二级动力学方程适合描述材料对Pb~(2+),Cd~(2+)的吸附行为。建立了微柱分离富集-石墨炉原子吸收光谱测定Pb~(2+),Cd~(2+)的新方法,Pb~(2+),Cd~(2+)的检出限分别为0. 2和0. 06 ng/mL,线性范围分别为0. 02～0. 25μg/mL和0. 001～0. 015μg/mL。该方法成功应用于国标样品、鱿鱼和海水中Pb~(2+),Cd~(2+)分析。