多孔聚丙烯支撑液膜中镉的传输研究

研究了以多孔聚丙烯膜为支撑体, PC-88A/CHCl3为膜载体的金属离子 Cd(Ⅱ )支撑液膜传输行为; 考察了料液相 pH值、载体浓度、温度和起始浓度对 Cd(Ⅱ )传输的影响, 并对该体系富集、传输 Cd(Ⅱ )的最佳条件进行了讨论; 从界面化学和扩散传质角度提出了金属离子的传输动力学方程, 采用直线斜率法对 Cd(Ⅱ )在支撑液膜体系中的扩散层厚度(δ a=8.14× 10- 6 m)和膜内扩散系数( d0=5.43× 10- 10 m2/s)进行了测定, 取得满意结果.     

分散支撑液膜体系中Pb2+离子的传输

在现有支撑液膜分离技术的理论研究基础上,探索合适的液膜分离体系,研究了Pb(Ⅱ)在PC-88A-煤油-HCl分散支撑液膜体系中的传输行为;考察了料液pH值、膜溶液与解析剂体积比、解析相中HCl浓度以及Pb(Ⅱ)的起始浓度对Pb(Ⅱ)传输的影响。 结果表明,以HCl为解析剂,料液相pH=5.25、膜溶液与解析剂体积比为160∶40、解析相中HCl浓度为5.00 mol/L时,该分散支撑液膜体系对金属Pb(Ⅱ)具有良好的传输作用。 在选取的最佳传输条件下,料液相中Pb(Ⅱ)的初始浓度为3.00×10-4 mol/L时,传输190 min,传输率可达88.9％,而传统支撑液膜只有72.3％。 分散支撑液膜不仅具有较高的传输效率,而且膜体系稳定,膜的使用寿命长。     

苯酚在N-503/煤油支撑液膜体系中的传输分离

研究了以多孔聚丙烯膜为支撑体,N,N′-二(1-甲基庚基)乙酰胺(N-503)为膜流动载体的苯酚支撑液膜传输行为;用液-液萃取法测定了N-503/煤油体系中苯酚萃合物组成为1∶1,及在相应的条件下萃取常数Ke′x为53.7;考察了料液相的pH值、载体浓度、实验温度、起始浓度以及解析相NaOH的浓度对苯酚传输的影响,并对该体系分离、传输苯酚的最佳条件进行了讨论;从界面化学和扩散传质角度提出了苯酚的传输动力学方程,采用直线斜率法对苯酚在N-503/煤油支撑液膜体系中的扩散层厚度和膜内扩散系数进行了测定,取得满意结果。     

含载体D2EHPA的更新型支撑液膜体系对三价钆的分离

研究了以聚偏氟乙烯膜为支撑体, 二-(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA)为流动载体, 煤油和D2EHPA的混合溶液作为膜溶液, 膜溶液和解析剂HCl溶液组成更新相的更新型支撑液膜(RSLM)中Gd(III)的分离行为|考察了料液pH、更新相HCl浓度、膜溶液与HCl溶液体积比、不同载体浓度对Gd(III)分离的影响, 得出了Gd(III)最优分离条件为: 更新相HCl溶液浓度4.00 mol/L, 膜溶液与HCl溶液体积比4∶3, 载体浓度控制在0.160 mol/L, 料液相中pH为4.80. 在最优分离条件下, 当Gd(III)的初始浓度为1.00×10^－4 mol/L时, 35 min Gd(III)分离率达到95.7%. 最后根据传质定律和界面化学理论提出了Gd(III)在RSLM中的传质动力学方程.     

丙二硫醚桥联双β-二酮与Ni(Ⅱ)配位作用及液膜传输性研究

合成了丙二硫醚桥联2个乙酰丙酮的双β-二酮分子1,3-二(3-硫醚基-2,4-戊二酮基)丙烷(L1),以此为配体与镍(Ⅱ)作用得到配合物,通过元素分析和摩尔电导分析方法确定了镍(Ⅱ)配合物的化学组成,比较分析了配位前后的游离配体与配合物的红外及紫外吸收光谱,采用紫外光谱滴定法对配体L1与Ni(Ⅱ)离子在溶液中的配位行为进行了模拟研究,并进行金属离子液膜传输实验考察了L1对Ni(Ⅱ)的液膜传输性能。结果显示,L1通过4个O原子与Ni(Ⅱ)配位成键形成配合物,且对Ni(Ⅱ)具有良好的液膜传输性。     

全钒液流电池高浓度下V(IV)/V(V)的电极过程研究

采用循环伏安、低速线性扫描和阻抗技术, 以石墨为电极, 研究了V(IV)/V(V)在较高浓度下的电极过程. 结果表明, 采用2.0 mol•L-1 的V(IV)溶液时, H2SO4浓度低于2 mol•L-1, V(IV)/V(V)反应极化大, 可逆性差, 表现为电化学和扩散混合控制; H2SO4浓度增至2 mol•L-1以上, V(IV)/V(V)反应的可逆性提高, 转为扩散控制, 且增加H2SO4浓度有利于阻抗的降低; 但H2SO4浓度超过3 mol•L-1, 溶液的粘度和传质阻力大, 阻抗反而增大. 在3 mol•L-1的H2SO4中, 随着V(IV)浓度的增加, 体系的可逆性和动力学改善, 阻抗减小; 但V(IV)浓度超过2.0 mol•L-1, 较高的溶液粘度导致溶液的传质阻力迅速增加, V(IV)/ V(V)的电化学性能衰减, 阻抗增大. 因此, 综合考虑电极反应动力学和电池的能量密度两因素, V(IV)溶液的最佳浓度为1.5～2.0 mol•L-1, H2SO4浓度为3 mol•L-1.     

铁离子(II/III)/Nafion膜体系的阻抗分析

对Fe(Ⅱ/Ⅲ)离子在Nafion膜中的电荷传输以及在溶液扩散层中的传质过程进行了理论上的分析, 利用小幅度阶跃电位作为激励信号的阻抗测量法测定了该体系的阻抗并求出了Fe(Ⅱ/Ⅲ)离子在膜中的扩散系数和标准速度常数。同时讨论了电极电位和支持电解质浓度对体系阻抗的影响。实验的结果与理论推导的结果相一致。     

PC-88A为流动载体的支撑液膜中Pt(Ⅳ)的迁移

研究了以烷基膦酸PC-88A为流动载体的聚偏氟乙烯支撑液膜中Pt(Ⅳ)的传输行为.考察了料液相盐酸浓度、解析相盐酸浓度、载体浓度、SnCl2浓度对Pt(Ⅳ)迁移的影响,获得了Pt(Ⅳ)迁移的最佳实验条件:料液相盐酸浓度为1.0 mol/L、解析相盐酸浓度为6.0 mol/L、载体质量分数为5.0%、SnCl2浓度为0.05 mol/L.当料液相Pt(Ⅳ)初始质量浓度为1.0 mg/L时,在最佳实验条件下,Pt(Ⅳ)可在3 h内完全迁移.将本法用于含Pt(Ⅳ)(0.8 mg/L),Cu(Ⅱ)(75.0 mg/L),Zn(Ⅱ)(75.0 mg/L),Co(Ⅱ)(75.0 mg/L)和Ni(Ⅱ)(75.0 mg/L)的模拟试样中Pt(Ⅳ)的分离,取得了满意结果.     

不同电解质溶液对聚吡咯修饰膜性质的影响

以对甲基苯磺酸钠(p-TSNa)为掺杂剂在不锈钢电极表面恒电位合成聚吡咯(PPy)修饰膜, 采用循环伏安法在-1.6 - 0.8 V大范围扫描研究了修饰膜在H2SO4、Na2SO4、NaOH电解质溶液中的氧化还原行为. 结果表明, 在H2SO4溶液中, 以H+的脱出(氧化)/嵌入(还原)为特征, 并发现聚吡咯在酸性溶液中所特有的质子还原峰. 在Na2SO4和NaOH溶液中, 以Na+的脱出(氧化)/嵌入(还原)峰为特征. FT-IR吸收光谱显示, 经NaOH处理后, 聚吡咯膜的长共轭结构被完全破坏, 而经H2SO4和Na2SO4处后, 膜的共轭结构未发生变化.     

降低Ni(OH)2中SO42-含量的实验研究

以NiSO4和NaOH为原料,采用控制溶液结晶法制备球形β-Ni(OH)2的过程中,通过加入添加剂降低了Ni(OH)2中SO4-2含量.考察了pH值、Ni2 浓度、NiSO4溶液流速、碱浓度、搅拌强度等因素对Ni(OH)2中SO42-含量的影响.     

N503为载体的支撑液膜体系中汞(Ⅱ)的迁移研究

研究了以多孔聚偏氟乙烯为支撑体,N503为膜载体,煤油为膜溶剂的支撑液膜体系中Hg(Ⅱ)的迁移行为,测定了Hg(Ⅱ)与N503在煤油溶剂中的萃合物组成和条件萃取常数,考察了料液相pH值、载体浓度、料液相及反萃相中Cl-浓度等因素对Hg(Ⅱ)迁移的影响,获得Hg(Ⅱ)迁移的最佳条件:料液相pH=2.5～3.0,Cl-浓度为0.1 mol/L,载体浓度为0.706 mol/L,反萃相中Cl-浓度为0.8 mol/L.在最佳实验条件下,当Hg(Ⅱ)起始浓度为5.0×10-5 mol/L时,迁移120 min,Hg(Ⅱ)的迁移率可达99.6%.Hg(Ⅱ)在N503-煤油支撑液膜体系中的扩散层厚度δa为1.57×10-5 m,膜内扩散系数d0为7.26×10-13 m2/s,确立了Hg(Ⅱ) 的渗透系数P方程.     

纳米Au粒子作为直接硼氢化钠-过氧化氢燃料电池阴极催化剂

采用浸渍还原法制备了纳米Au/C, 并将其用作直接硼氢化钠-过氧化氢燃料电池阴极催化剂. 通过X-射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对催化剂进行结构和形貌分析, 结果表明10～20 nm的纳米Au粒子均匀地分散在Vulcan XC-72R碳黑表面上. 循环伏安测试表明, 在0.5 mol•L－1 H2SO4和2 mol•L－1 H2O2混合溶液中, 纳米Au/C在0.85 V处表现较强的不可逆还原电流. 以纳米Au/C为阴极催化剂, AB5储氢合金为阳极催化剂制成直接硼氢化钠-过氧化氢燃料电池. 电池在30 ℃下的最大功率密度可达到78.6 mW•cm－2. 当电池工作温度升高至50 ℃时, 电池的最大功率密度超过120 mW•cm－2. 此外, 研究了阴极溶液中H2SO4和H2O2浓度对电池性能的影响. 当阴极溶液中H2SO4浓度小于0.5 mol•L－1时, 酸浓度对电池性能影响较大; H2O2浓度对电池性能影响较小. 确定了阴极溶液中H2SO4和H2O2的最佳浓度分别为0.5和2 mol•L－1.     

纤维素膜的制备及性能研究北大核心CSCD

采用新型纤维素溶解体系NaOH/硫脲/尿素体系作为溶剂,对纤维素进行溶解、过滤、脱泡,得到澄清的纤维素溶液,然后通过H2SO4、HOAC(CH3COOH)、H2SO4/Na2SO4等不同的凝固浴制备出纤维素膜,采用XRD、SEM和强力拉伸测试等方法对纤维素膜进行表征得出纤维素膜的最佳凝固温度为20℃,不同凝固浴的最佳浓度及凝固时间分别是H2SO4-5%-3min,HOAC-9%-3min,H2SO4/Na2SO4-7%/9%-5min。其中,最佳的凝固浴及其凝固条件为20℃,H2SO4/Na2SO4-7%/9%-5min。此时纤维素膜具有均匀致密的孔洞结构,其拉伸强度及断裂伸长率分别为166.2MPa-13.5%。     

硫酸铵-锌试剂-Tween 80体系萃取分离铜(Ⅱ)、钴(Ⅱ)、镍(Ⅱ)、锌(Ⅱ)、镉(Ⅱ)、锰(Ⅱ)

研究了(H4)2SO4-Zincon(锌试剂)-Tween 80体系萃取分离金属离子Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)的行为.试验表明,Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)在pH 6～9范围内,与Zincon形成的螯合物可被Tween 80相完全萃取,而Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)基本不被萃取,进而实现了Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)与Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)混合离子的定量萃取分离.     

四烷基锡中性载体推动亚硝酸根离子迁移穿透大块液膜

通过大块液膜体系研究了四烷基锡的碳链长度、载体浓度.NO_2~-浓度及抗衡离子等因素对NO_2~_穿透含四烷基锡的液膜的传质速率的影响,讨论了它们与四烷基锡为载体的离子电极性能间的关系。NO_2~-通过四烷基锡为载体的液膜的迁移规律符合离子对传输模式。     

硫氰酸铵-罗丹明 B-H2O的液-固体系浮选分离铜(Ⅱ)的研究

研究了硫酸铵存在下硫氰酸铵-罗丹明B-H2O的液-固体系浮选分离铜(Ⅱ)的行为及其与常见离子分离的条件.结果表明,当(NH4)2SO4用量为1.0 g,0.1 mol·L-1硫氰酸铵溶液1.5 mL和0.001 mol·L-1罗丹明B溶液2.0 mL时,铜(Ⅱ)以不溶于水的三元离子缔合物(RhB)2[Cu(SCN)4]形式在液-固两相界面定量浮选析出,而Cdd2、Mn2+、Co2+、Ni2+、Al3+等离子在此条件下不被浮选,实现了铜(Ⅱ)与这些离子的定量分离,对合成水样中微量铜(Ⅱ)进行的定量浮选分离测定,浮选富集的平均回收率达101.4%.     

三正辛胺-二甲苯液膜迁移Cd(Ⅱ)的研究

研究了三正辛胺-二甲苯支撑液膜体系中搅拌速率、反萃剂、三正辛胺浓度、料液中H+浓度等因素对Cd(Ⅱ)离子迁移的影响.用大块液膜测定了不同温度时Cd(Ⅱ)离子跨膜迁移的萃取及反萃取的表观速率常数k₁和k_2.实验表明,温度升高,k₁和k₂均增大(k₁>k₂),且达到膜相最大镉离子浓度时所需的时间逐渐减少.膜相积累的镉离子浓度达最大时,Cd(Ⅱ)离子跨膜传输为稳态传输.根据Arrhenious关系得到膜相萃取反应和反萃取反应的活化能分别为23.8和19.3kJ/mol.     

反萃分散组合液膜分离提取氨基酸

建立了分离提取蛋氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和色氨酸的磷酸二（2-乙基己基）酯(D2EHPA) 煤油-HCl反萃分散组合液膜体系,考察了料液相pH值、载体D2EHPA浓度、液膜相与反萃相体积比、反萃相组成、料液相与反萃分散相流速、传输时间以及支撑膜重复使用次数对氨基酸渗透系数和传输效率的影响。 在优化的条件下,建立的反萃分散组合液膜体系对4种氨基酸均可以获得大于35%的传输效率,其中色氨酸和亮氨酸的传输效率超过了79%,且传输效率呈Et,Trp＞Et,Leu＞Et,Phe＞Et,Met的趋势。 支撑膜重复使用25次,对氨基酸的传输效率没有明显改变。建立的液膜体系对考察的氨基酸展示了较高传输效率和优越的传输选择性,是一种简单和环境友好的分离技术。     

低共熔溶剂中原位合成ZIF-8膜及其气体分离性能

在α-氧化铝载体上,采用原位合成法,在尿素/氯化胆碱低共熔溶剂中合成了ZIF-8膜。采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对合成的ZIF-8膜进行了表征。考察了反应溶液浓度、降温速率对ZIF-8膜合成的影响。通过优化合成条件合成了表面平整致密,厚度为8 μm的ZIF-8膜。采用Wicke-Kallenbach技术对优化条件下合成的ZIF-8膜进行了单组分气体渗透和双组分混合气体分离性能表征。在室温(293 K)下,ZIF-8膜对H2/CO2、H2/O2、H2/N2、H2/CH4双组分气体的分离系数分别为7.4、5.2、9.1、13.8,均大于相应的努森扩散分离系数,说明合成的ZIF-8膜具有分子筛分性能。     

氯离子电极的研制及应用研究

以戊巴比妥氯化汞(Ⅱ)为载体,制备了PVC液态膜氯离子选择性电极.电极对Cl-离子呈现高的选择性,其选择顺序为I-＞Br-～SCN-～Salicylate-＞＞ClO-4＞NO-3＞F-＞H2PO-4＞HCO-3＞SO2-4.测定了电极对常见阴离子的选择性,除I-、Br-与SCN-有干扰外,其它阴离子均无明显的干扰;25℃ 时, 在0.05 mol·L-1 H3PO4-NaH2PO4(pH 4.1)溶液中,Cl-离子浓度在6.0 ×10-3～3.5×10-6 mol·L-1 呈线性响应,斜率为57.6 ±2 mV/decade,检出限为2.0 ×10-6 mol·L-1.该法用于氯仿光催化降解微量Cl-离子的测定,取得满意结果.