分离、富集液相中金离子的反应型材料

介绍了近年来国内外以化学吸附纤维(离子交换和螯合纤维)、活性炭纤维和树脂等有机功能材料为基础研究开发分离、富集液相中金离子(Au3 和Au )的研究进展,其中包括含N、O、S等各种官能团有机功能纤维和树脂、活性炭纤维对液相中金离子吸附的实验理论研究、预富集分析测试和实际湿法冶金中的应用,对于不同吸附材料对金离子的吸附行为、吸附机理、影响因素等进行了初步探讨。指出了反应型材料的优势和目前所存在的问题,对其应用前景作了适当展望。     

聚丙烯腈活性炭纤维对硫化氢的常温吸附

聚丙烯腈活性炭纤维（PAN-ACF）对硫化氢（H2S）有比其他活性炭材料更强的吸附能力。H2S在PAN-ACF上的吸附是一个兼具物理吸附特征的化学吸附、催化转化过程。其化学吸附位主要位于微孔表面。吸附过程为：H2S分子首先被物理吸附进入微孔空间,而后在微孔表面的化学吸附位上进行包含电子转移的化学吸附、催化氧化,在炭表面产生相对稳定的化学结构。     

复合型胺基吸附纤维及其对二氧化碳的吸附性能

将聚乙撑亚胺固化在玻璃纤维上,制得胺基吸附纤维.系统考察了不同原料比例下该吸附纤维的化学结构性能、热稳定性能及交换容量,测定了该吸附纤维的吸水率,在饱和水蒸汽和干燥条件下对CO2的吸附性能,以及作为CO2气体吸附材料的重复使用及再生性能.研究表明,适当的交联剂用量可使该吸附纤维250℃左右仍保持热稳定.该吸附纤维具有较高的交换容量,最高可达到3mmol/g以上;在饱和水蒸汽环境中,该吸附纤维对二氧化碳的吸附量可达20wt%以上,但吸附量随着交联程度的提高而减低.该吸附纤维具有良好的重复使用及再生性能,经再生使用后,吸附纤维对湿态CO2的吸附量变化不大.     

含偕胺肟基螯合纤维吸附，还原Au^3＋的研究（Ⅰ）：—含偕胺肟基螯合纤维对Au^3＋的吸附行为

研究了含偕胺肟基螯合纤维对Au^3 的吸附特征及影响吸附量的因素，结果表明，含偕胺肟基螯合纤维对Au^3 的吸附是极高，而且将所吸附的Au^3＋还原成单质金；在含Au^3 ,Cu^2 ,Zn^2 和Cr^3 的溶液中，对Au^3 具有相当高的吸附选择性，提高偕胺肟基在螯合纤维中的含量及吸附温度和Au^3 的初始度等均有利于提高吸附量。     

Bi系超导体原始粉末的化学吸附行为

用傅氏变换红外光谱（FTIR）研究了不同方法制备的Bi系超导体原始粉末研磨过程中；自环境气相中的化学吸附行为．结果表明；在空气中研磨，粉末化学吸附空气中的CO2和H2O在氩气中研磨则无化学吸附现象．用Bi系超导体晶体结构的特征分析了吸附机理.     

纤维状吸附、分离材料的进展

本文简要地阐明了纤维状吸附、分离材料,其中包括活性碳纤维(ACF)、离子交换纤维(IEF)和螫合纤维(CLF)近年来的发展,它们的基本性质、制备方法和应用。尤其是在环境保护、贵金属的分离、回收等方面的应用前景。文中扼要地介绍了本文作者近年来发现的活性碳纤维和某些螯合纤维的氧化一还原特性。这类纤维在吸附某些高价态金属离子的同时可以把它们还原成低价态或金属元素。     

胺肟螯合纤维对汞的吸附性能

本文研究了胺肟螯合纤维吸附汞的条件以及汞的洗脱。测定了汞的吸附容量。给出了汞与一些其它元素的分离因数。实验结果表明胺肟螯合纤维可有效地吸附汞,具有吸附速度快、易洗脱、选择性好等优点,并且螯合纤维可以再生和反复使用。     

FFC-1离子交换纤维物理化学性能的研究

利用扫描电镜、热失重-红外、元素分析、低温氮吸附等技术和化学手段对聚羧酸基FFC-1离子交换纤维的结构与性能特点等进行了系统研究．结果表明：FFC-1离子交换纤维为含适量酰肼类交联键的聚羧酸(钠)型离子交换材料，外比表面积大和传质距离短是其反应动力学性能优异的主要原因，FFC-1纤维具有良好的化学与热稳定性。在5mol/L硫酸、硝酸、盐酸和2mol／L氢氧化钠溶液中浸泡，交换容量未见明显降低。但过氧化氢溶液对其功能基有明显破坏，CO2为FFC-1纤维在高温区间(300℃～350℃)的主要分解产物。     

活性炭纤维吸附脱除硫化氢研究进展

从活性炭纤维(ACF)的结构特点、未改性ACF吸附H2S和改性ACF吸附H2S三方面综述了国内外对ACF吸附H2S的研究进展。归纳了ACF的改性方法、ACF吸附H2S的反应机理和动力学研究。总结了相对湿度、原料气组成、生成物和改性方法等工艺条件对ACF吸附H2S性能的影响。展望了改性ACF吸附脱除H2S的研究前景。     

O2、CO2和H2O在UN（001）表面化学吸附的密度泛函理论研究

采用广义梯度近似GGA,修正Perdew—Burke—Ernzerhof交换-关联泛函,以及周期性切片模型对O2、CO2和H2O在UN（001）表面的化学吸附行为进行非白旋极化水平的密度泛函理论计算．在四个对称性化学位置条件下,对化学吸附能与分子和UN（001）表面之间距离的关系曲线进行优化．结果表明O2、CO2和H2O分子的最稳定吸附位置分别为桥式平行、空心平行和桥式H向上,化学吸附能分别为14．127、4．421和5．736kJ／mol．从吸附物UN（001）表面角度考虑,O2与UN（001）表面之间的相互作用最高,然后为CO2和H2O,表明这些相互作用与吸附物的晶体结构相关．O2化学吸附导致UN（001）表面的N原子向基体内部迁移,而CO2和H2O化学吸附对UN（001）表面分别具有中等和忽略不计的效应．计算获得的态密度显示了化学吸附分子S、P轨道和U6d、U5f轨道之间的电子电荷转移行为．     

硫代酰胺基螯合纤维的合成及其吸附性能研究

以腈纶纤维(PAN)为起始原料,分别经水合肼、乙二胺、二乙烯三胺预交联后,以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作溶剂与硫化钠反应,合成了3种携硫代酰胺功能基可达6.8mmol/g·干纤维的螯合功能纤维。利用红外光谱、元素分析、热稳定分析、重量分析等对该螯合纤维的结构、性能等进行了表征;研究了该螯合纤维对Au3 ,Ag ,Pd2 等贵金属离子的吸附性能;考察了温度、pH、硫含量等对纤维吸附Ag 离子的影响。结果表明,纤维对Au3 ,Ag 等贵金属离子具有良好的吸附性能,对Au3 的吸附容量为800mg/g·干纤维;对Ag 离子的吸附容量可达1510mg/g·干纤维,并具有良好的吸附动力学特性,该螯合纤维可用于混合溶液中Ag(I)离子的吸附分离。     

载双硫腙螯合纤维制备及富集重金属离子研究

合成了一种聚苯乙烯基载双硫腙 (DzS) 螯合纤维,研究了该纤维对4种重金属离子的螯合性能,讨论了吸附酸度、吸附时间等对4种重金属吸附性能的影响,选择了适当的反应条件,得出了该螯合纤维对重金属离子吸附量及选择性大小顺序:Pd(Ⅱ)>Cu(Ⅱ)>Co(Ⅱ)>Cd(Ⅱ),指出该纤维与石墨炉原子吸收分光光度测定法结合,可成功地应用于环境检测天然水样中的重金属离子.     

SYNTHESIS AND APPLICATION OF IMINOCARBOXYLIC CHELATING FIBERS

In this paper,fibrous chelating exchangers with-N(CH2COOH)2 group have been prepared for the first time by a weakly basic anion exchange fiber (aminated fiber)as the starting materials.The fibers were quite effective for the adsorption of heavy metal ion such as Cu^2+.In addition,IR spectrum of the structure of fibers confirms that it is feasible to prepare iminocarboxylic chelating fiber through direct carboxylation reaction.     

多胺型螯合纤维的结构表征和性能

以聚丙烯腈纤维为原料,采用化学改性法,制备了多胺型螯合纤维.运用红外光谱分析,表征其化学结构、活性功能基,由IR图谱可知,—CN的特征峰几乎完全消失、1644 cm-1处的—N—C N特征峰的出现,以及1600 cm-1附近的—NH2弯曲振动峰、1580 cm-1附近的—NH弯曲振动峰证实了N,N配位的功能基团——脒基及胺基的存在;采用示差扫描量热仪(DSC)分析改性前后纤维的热稳定性及其变化原因,因改性后纤维的结构改变较大,其热稳定性也相对降低;以扫描电镜仪(SEM)测试分析纤维制备过程中的微观形貌变化与其性能之间的关系;通过机械强度及直径测量,研究了改性前后纤维的机械性能变化,并对影响制备较高强度功能纤维的因素进行了分析;结合滴定曲线、交换容量,测定该纤维的化学稳定性及吸附性能.结果表明,该功能纤维表面及截面内均有较多的沟槽和微孔结构,具有较好的机械性能和化学稳定性,该纤维使用的最佳pH值范围是2.0~8.0,交换容量平均值为10 mmol.g-1.     

离子交换及多孔材料的制备与应用

离子交换和多孔材料是一类高效的吸附剂,这类新型的高效吸附分离材料具有高的比表面积或丰富的表面官能团;显示出高的吸附容量、快的吸附或脱附速度和一定的吸附选择性;可织成束、纸、布、毡等多种集合形态.本文简要地介绍了包括离子交换纤维、螯合纤维、活性碳纤维、碳气凝胶等新型离子交换和多孔材料的制备、吸附特征研究的进展,并介绍了它们在饮用水净化、环境治理、资源回收、化学工业和医疗卫生、催化剂等方面的应用.     

微波辅助制备螯合纤维及其对汞的吸附性能

在微波辅助下,以聚丙烯腈纤维(PANF)为基体材料,二乙烯三胺(DETA)和硫化钠为改性试剂,通过两步接枝反应快速制备了含有大量硫原子的螯合纤维吸附剂。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和热重分析仪(TGA)对改性前后的纤维进行表征,同时考察了pH值、初始浓度、吸附时间和温度对螯合纤维吸附汞离子的影响。结果表明,微波辅助是一种高效、节能、经济和绿色的改性方法,改性过程在无毒的水环境中进行,试剂用量少,且改性时间大大缩短。改性纤维对汞离子的吸附是一个准二级动力学过程,较好的符合Langmuir吸附模型。在pH=7的条件下,螯合纤维对汞离子的最大吸附容量达到333.1mg/g,是一种有效的去除水中汞污染的吸附材料。     

载银磷酸活化剑麻基活性炭纤维的抗菌性能研究

本文利用磷酸化方法，制备各种剑麻基活性炭纤维，并利用活性炭纤维的氧化还原特性及吸附性能，在其上负载金属银，研究并比较了这些载银活性炭纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀灭作用，结果表明，磷酸浓度，活化方法，活化时间，纤维的比表面积等因素的均对材料的抗菌性能有一定的影响，磷酸活化的活性炭纤维表现出强的抗菌杀菌能力，高浓度磷酸活化后的纤维抗菌能力有所提高，并且抗菌能力随活化时间的延长而增加，抗菌前后纤维上负载的银未曾大量脱落，经5次抗菌试验后材料仍显示出很强的抗菌能力。     

Synthesis,characteristics and adsorption properties of polyphenylene sulfide based strong acid ion exchange fiber

A novel strong acid ion exchange fiber (HO₃S‐BC‐XDC‐PPS) was prepared via crosslinking and grafting copolymerization of 1,4‐bischloromenthyl benzene (XDC), benzyl chloride (BC) on polyphenylene sulfide (PPS) matrix, as well as following sulfonation reaction. The physicochemical structures and properties of the fibrous ion exchanger were characterized with Fourier transform infrared, scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis, elementary analysis and chemical titration, respectively. Compared with the preparation of traditional polypropylene–styrene–divinylbenzene‐based ion exchange fibers, the synthesis strategy of PPS‐based strong acid ion exchange fiber avoided the complicated irradiation grafting process with ⁶⁰Co or other radiation facilities. Owing to the existing of thioether (Ar―S―Ar) and sulfoxide (―SO―) unit in fibrous matrix, a super‐equivalent adsorption phenomenon for Cu(II) ion was observed. The HO₃S‐BC‐XDC‐PPS fiber possessed high exchange capacity (≥3.0 mmol/g) and excellent thermostabilities, and the exchange capacity and desorption rate were not decreased after six adsorption desorption cycles. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

γ-射线辐照接枝制备几种功能性高分子材料

概述了近几年来本研究组在高分子材料辐照接枝制备功能性高分子材料方面的研究进展.分别以丙烯酸、顺丁烯二酸、苯乙烯接枝聚四氟乙烯纤维,制备了不同酸性的聚四氟乙烯功能纤维.以N-异丙基丙烯酰胺接枝壳聚糖制备温度及pH敏感材料,获得了性能特异的新型功能性高分子材料.报道了该类新型功能高分子材料的各种特异性能,如对金属离子优异的分离、吸附和解吸性能、超强酸性和一系列潜在用途.