一种重金属离子吸附捕集剂的合成及性能研究

在较温和的温度条件下合成了N,N-双(二硫代羧基)二乙烯三胺乙基聚合物,并对NaOH的加入次序及加入量、二硫化碳加入次序、二乙烯三胺的用量、反应温度、反应时间等进行了研究。论文通过红外光谱、紫外光谱和熔点测定对聚合物进行表征。研究了聚合物吸附捕集部分重金属离子的性能,结果表明,合成的聚合物能稳定地吸附捕集某些重金属离子,对Ag 、Cu2 、Zn2 等离子有较高的吸附量;吸附效果在pH值为5左右时最好。     

缝式石英管捕集技术的改进

试验了各种条件对Ag、Au、Cu、Pb和Zn灵敏度影响.结果表明,分别用不同火焰条件进行原子捕集与释放可获得最佳灵敏度。捕集1min,测得Ag、Au、Cu、Pb和Zn的特征浓度分别为8.1×10、1.7×10~(-3)、1.8×10~(-3)、2.4×10~(-3)和1.3×10~(-4)μg/ml,比常规火焰原子吸收光谱法的灵敏度分别提高62、106、28、83和77倍。Ag、Au、Cu、Pb和Zn的相对标准偏差依次为2.8％、3.1％、2.6％、2.7％、5.4％。本法测定了牡蛎中Ag和Cu。     

交联壳聚糖树脂吸附Cu2+的机理研究

研究了甲醛、环氧氯丙烷交联壳聚糖(AECTS)对Cu2+的吸附热力学行为,用FTIR对吸附产物进行了结构表征,并研究了溶液中介质种类的不同对Cu2+吸附量的影响.结果表明AECTS主要以配位形式吸附Cu2+;AECTS对Cu2+的吸附符合Langmuir等温方程,属于单分子层吸附;吸附为自发的、吸热的熵增加过程;同时不同介质对树脂吸附Cu2+的影响大小顺序为HCl＞CdCl2＞MgCl2＞NaCl,并对其作用机理进行了探讨.     

Cu2+掺杂的Bi2O3的制备及光催化性能的研究

本文采用并流沉淀法制备了Cu2+掺杂的纳米Bi2O3光催化剂(Cu/Bi原子比分别为1%,2%,3%和4%)。以甲基橙模拟有机污染物对催化剂的光催化性能进行了考察。用比表面(BET)、X-射线粉末衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS),紫外-可见漫反射光谱(DRS)和表面光电压谱(SPS)对所制备的催化剂进行了表征。结果表明,Cu2+掺杂量为3%时制备的Bi2O3具有最高的比表面积、孔容、最小孔径和晶粒尺寸。对甲基橙的光催化脱色结果显示掺杂量为3%时Cu2+-Bi2O3表现出最佳的光催化活性。     

α,β-聚（N-2-羟乙基）-L-天冬酰胺的合成及对Pb2+和Cu2+螯合性能的研究

以天冬氨酸热缩聚得到的聚琥珀酰亚胺(PSI)为原料,与乙醇胺通过氨解开环反应,合成了聚天冬氨酸的接枝衍生物α,β-聚(N-2-羟乙基)-L-天冬酰胺(PHEA)。用红外光谱表征了产物的结构;用凝胶色谱测定了分子量分布。研究了PHEA用量、pH值和金属离子初始浓度等对Pb2+和Cu2+去除率的影响,在pH=5.0时,Pb2+的最大去除率为92.48%;在pH=4.5时,Cu2+的最大去除率为89.34%。Pb2+和Cu2+最大静态螯合量分别为25.64mg/g和17.68mg/g。通过XPS分析得知,PHEA与Pb2+螯合时,氮原子和氧原子参与了反应;与Cu2+螯合时,主要是氧原子参与反应。     

硅胶表面铜(Ⅱ)离子印迹聚乙烯亚胺的制备及结合特性研究

通过γ-氯丙基三甲氧基硅烷的媒介,将聚乙烯亚胺(PEI)偶合接枝到硅胶微粒表面,形成了化学键联的复合材料PEI/SiO2;以Cu2+为模板离子,以环氧氯丙烷为交联剂,通过配位键作用,对化学键合在硅胶表面的PEI大分子链进行了离子印迹,制备了复合型Cu2+印迹材料IIP-PEI/SiO2;采用静态与动态两种方法研究了IIP-PEI/SiO2对Cu2+的结合特性,并考察了主要印迹条件Cu2+浓度及环氧氯丙烷用量对印迹材料吸附性能的影响.结果表明,Cu2+印迹材料IIP-PEI/SiO2对Cu2+具有强的记忆识别能力,主要表现在两个方面,(1)对Cu2+的结合量大,IIP-PEI/SiO2对Cu2+的吸附容量比印迹前复合材料PEI/SiO2提高了近2倍;(2)对Cu2+的选择性高,相对于Cd2+,IIP-PEI/SiO2对Cu2+的选择性系数为83.79,相对于Zn2+,IIP-PEI/SiO2对Cu2+的选择性系数为80.21.另外印迹材料IIP-PEI/SiO2具有优良的洗脱与再生性能.     

两种有机物改性膨润土对Cu2+和Zn2+的吸附-解吸研究

选用天然有机物料(猪粪降解液)和有机化学试剂[十六烷基三甲基溴化胺(HDTMA)]对钠基膨润土进行表面改性,比较了膨润土对两类有机物的吸附特性,以及两种有机物改性膨润土对Cu2+、Zn2+吸附-解吸性能的差异。结果表明,膨润土对HDTMA和猪粪降解液是优惠吸附,且前者最大吸附量为382.4mg/g,是后者的4.19倍。HDTMA改性膨润土对Cu2+、Zn2+的最大吸附量均大于猪粪降解液改性膨润土,前者分别为后者的1.12倍(Cu2+)和1.09倍(Zn2+),且两种吸附剂对Cu2+的最大吸附量和吸附速率均大于Zn2+。Zn2+在两种改性膨润土上的解吸率均高于Cu2+,且Cu2+、Zn2+在猪粪改性膨润土上的解吸率均要高于在HDTMA改性膨润土的。两种有机物改性的钠基膨润土对重金属离子具有良好的吸附性能,可以用于含重金属废水的处理和重金属污染土壤的钝化修复,而猪粪降解液改性膨润土是环境友好的重金属钝化剂。     

木薯羧甲基淀粉对铜离子的吸附性能

采用搅拌球磨机对木薯淀粉进行机械活化,以活化60 min的木薯淀粉为原料,干法合成羧甲基淀粉吸附剂。考察羧甲基淀粉的取代度、溶液的pH值、Cu2+的初始浓度、吸附时间、羧甲基淀粉的投加量等因素对羧甲基淀粉吸附Cu2+性能的影响。结果表明,该羧甲基淀粉对Cu2+有很好的吸附作用;用取代度为0.841的羧甲基淀粉处理含Cu2+的废水,在pH=7.0、羧甲基淀粉的投加量50.00 mg/L、吸附时间15 min时,羧甲基淀粉对废水中Cu2+的吸附率高达98.80%,处理后的水质达到国家污水综合排放标准(GB8978-1996)中一级标准要求。     

硅胶表面铜离子印迹聚合物的制备和性能研究

以Cu2+为模板,1,4-二羟基蒽醌为单体,硅胶为载体,γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为偶联剂,利用表面离子印迹技术制备了Cu2+印迹聚合物。采用紫外光谱法、傅里叶变换红外光谱法(FT-IR)、扫描电镜对Cu2+印迹聚合物进行结构和表面形貌表征,并用原子吸收光谱法考察了吸附时间、吸附酸度、吸附温度、吸附浓度等对聚合物吸附性能的影响,研究了印迹聚合物在混合溶液中对Cu2+的选择性,将该聚合物重复利用6次,吸附量达到第一次的82%,并将该印迹聚合物应用到河水和自来水中,能够有效地测出水中铜离子的浓度,回收率分别为95.5%和107.2%。     

壳聚糖为载体金属亲和吸附剂的制备及性质

以壳聚糖为载体、戊二醛为交联剂、亚氨基二乙酸(IDA)为螯合配基制备分别固载有Cu2+、Zn2+和Mn2+的三种金属螯合亲和吸附剂,其稳定性与机械强度均较好。实验表明,交联反应中戊二醛w=2.5×10-3时制得的上述三种吸附剂对牛血清白蛋白均具有最大吸附量,所得吸附剂膨胀度为8.46mL·g-1,对Cu2+的螯合量为70.61mg·g-1。对螯合配基亚氨基二乙酸与壳聚糖连接反应条件的选择表明:65℃、16h和CIDA=0.32moL·L-1时可获得对Cu2+最大螯合量。     

在多孔有机聚合物中构筑广谱性重金属离子吸附活性位

以三维刚性结构的三蝶烯为单体, 通过简单的Friedel-Crafts烷基化反应制备得到高比表面积的三蝶烯基多孔有机聚合物(TPOP), 在TPOP中接枝乙二胺和氯乙酸钠, 构建了广谱重金属离子吸附剂(TPOP-CH₂EDTA). 获得的TPOP-CH₂EDTA具有微孔/介孔结构, 其微孔尺寸为1.6 nm, BET比表面积为634 m²/g, 利于重金属离子传递和配位作用的强化. TPOP-CH₂EDTA对重金属离子具有吸附广谱性, 其对Ag(Ⅰ), Cu(Ⅱ), Ni(Ⅱ), Zn(Ⅱ), Co(Ⅱ), Sn(Ⅳ), Pb(Ⅱ), Cd(Ⅱ), Fe(Ⅲ)和Cr(Ⅲ)等10种重金属离子的去除率均高于98%. 以Pb(Ⅱ)为典型的重金属污染物, 通过Langmuir模型计算得到Pb(Ⅱ)的最大吸附容量高达184.5 mg/g; 具有拟二级吸附动力学特征, 吸附速率快, 动力学常数k₂为0.0173 g·mg^?1·min^?1; 经过5次循环使用后, Pb(Ⅱ)的去除效率仍高达95.8%. TPOP-CH₂EDTA对混合溶液中Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的去除率均高于99%, 且对含有大量无机盐[如Ca(Ⅱ), Mg(Ⅱ), K(Ⅰ)和Na(Ⅰ)离子]和有机化合物的复杂真实水体系, Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的去除效率仍高于90%. 因此, 通过调控多孔有机聚合物微观结构(如比表面积、 孔径和吸附位点密度)而构筑的广谱性重金属吸附材料, 为协同去除复杂水系统中混合重金属离子提供了方案.     

毛细管电泳法间接测定茶水、矿泉水中金属离子

采用毛细管电泳间接紫外检测技术测定了茶水、矿泉水中金属离子的含量.研究了电泳液组成和最佳实验条件.结果表明：采用pH=4.82含有浓度为6.0 mmol/L咪唑的乙酸缓冲液作为电泳液,压力进样（30 mbar×5 s）,未涂层石英毛细管柱75μm×50 cm,分离电压12 kV,检测波长210 nm,柱温为25℃实验条件下,6 min内实现K＋、Ca2＋、Na＋、Mg2＋、Zn2＋5种离子的分离和测定.保留时间的相对标准偏差（RSD）小于0.5%,峰面积RSD小于5%（n=7）,最低检测限依次为0.002、0.001、0.001、0.010和0.050 mg/L.该方法用于茶水、矿泉水中金属离子含量的测定,回收率95.6%-108.6%,结果良好.     

新型Al、Ti改性MCM-41材料对污水中Cu~（2＋）的吸附研究

研究了改性介孔硅基材料（以下简称MCM-41）对污水中重金属铜离子的吸附行为。在MCM-41材料中加入Al、Ti两种诱因金属离子来合成新的Al-Ti-MCM-41及Ti-Al-MCM-41改性材料,通过氮气吸附―脱附等温线对Al-Ti-MCM-41（1∶1）样品进行了表征,考察了吸附剂的投加量、Cu2＋初始浓度和吸附温...     

牛血清白蛋白与Cu(Ⅱ)、Cu(Ⅰ)相互作用的表面电化学研究

采用循环伏安法,研究了牛血清白蛋白(BSA)吸附到玻碳电极上构成的BSA修饰电极.考察了铜离子在BSA修饰电极上的电化学行为.结果表明,Cu(Ⅱ)、Cu(Ⅰ)通过非疏水(静电或者共价)作用与电极表面的BSA结合,Cu~(2+)在BSA修饰电极上与BSA的结合能力比Cu~+与BSA的结合能力强,使用该方法探究蛋白与金属离子、小分子的作用是可行的.     

基于细胞膜表面电势探讨Ca与毒性离子在植物根膜表面的相互作用

有毒重金属离子的自由离子活度已被广泛认为是重金属最直接的活性形态,可以用来预测重金属的生物效应,而事实上生物体表的重金属离子浓度由于细胞表面膜电势的静电效应而与本体溶液中重金属的自由离子活度存在显著差异.细胞膜表面电势随溶液中离子组成变化而发生变化,本体介质中钙离子能通过电荷屏蔽和离子键结合来降低膜表面电势的电负性,从而减少阳离子如Al3+、Cu2+和Ni2+在膜表面的活度,增加阴离子如SeO42-和H2AsO4-在膜表面的活度,这种电负性降低的程度能通过Gouy-Chapman-Stern模型来量化.基于植物根表重金属离子活度可以更好地预测其生物效应.细胞膜表面电势为研究离子之间交互作用机制及其与植物效应之间的关系提供了一个全新的角度.     

差示分光光度法测量Cu30W70钨铜合金中钨的含量

采用传统的湿化学差示分光光度分析方法,研究了广泛用于军工、高压开关、电火花电极、电子封装的新型材料钨铜合金中钨含量的定量分析方法。由于该材料的耐腐蚀性,试样溶解是关键,实验表明采用盐酸+硝酸(9+1)、硫酸+磷酸(1+3)混合酸低温加热溶解,测定时加入草酸胺掩蔽铜的干扰,用硫氰酸胺显色。以Cu30W70为例用40%的钨为参比,配制一系列标准溶液制作工作曲线,钨含量在5~10μg/mL内服从比耳定律,方法的相对标准偏差(RSD)为1.6%,加标回收率为101.6%,适用于含钨45%以上的钨铜合金中钨的测定。     

基于咔唑衍生物的荧光化学传感器的合成及其对金属离子的选择性识别性能

以咔唑为原料合成了2个荧光化学传感器,所得化合物的组成和结构经元素分析以及质谱、红外光谱、核磁共振氢谱验证.通过在25℃下进行荧光光谱滴定,研究了传感器在体积比为1∶1的二甲基亚砜/水缓冲溶液[三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(Tris-HCl),pH=7.4]中对Cu2+和Fe3+的选择性识别作用.结果表明,所合成的传感器与Cu2+和Fe3+形成1∶1的配合物并导致荧光猝灭,并对Cu2+离子和Fe3+离子具有较高的选择性识别和荧光传感性能.     

UiO-66-NH2/wood的设计构筑及高效去除水中微量重金属离子性能

矿山开采、 金属冶炼、 新型金属材料的发展以及城市供水系统老化所造成的重金属(铅、 镉、 汞、 砷、 铬、 铜及锌等)污染问题已日趋严重. 传统的水处理方法很难有效地去除低浓度的重金属污染物. 本文以天然木材为载体, 采用溶剂热合成法, 在木材三维孔道中原位合成UiO-66-NH₂金属有机框架材料(MOFs)纳米颗粒, 制备了UiO-66-NH₂/wood复合膜材料. 该复合膜材料对去除水中微量重金属离子(Hg²⁺, Cu²⁺)表现出优异的性能. 当处理速率为1.1×10² L?m^-2?h^-1时, 该复合膜材料去除水中微量重金属离子的效率仍可达到90%以上, 且处理后水中重金属离子含量低于国家饮用水标准. 这可归因于木材本身独特的三维孔道结构, 在提高水通量的同时, 还可以增加水溶液中重金属离子与MOFs颗粒的接触机会, 以及孔道内均匀分布的UiO-66-NH₂ MOFs颗粒中的—NH₂可以与重金属离子通过配位作用相结合. 该UiO-66-NH₂/wood复合膜材料还具有良好的重复利用性, 在连续6次循环使用后其去除效率无明显变化, 有望进行实际应用.     

高氯酸镱对大鼠背根神经元细胞毒性及膜上钾通道的影响

研究了高氯酸镱(Yb(ClO4)3)诱导大鼠背根神经(DRG)元凋亡、引起胞内钙离子浓度变化以及对膜上钾离子通道的影响.急性分离大鼠DRG细胞,用不同浓度的Yb(ClO4)3处理DRG细胞24和96h,采用流式细胞仪和激光共聚焦法,检测细胞的凋亡和细胞内钙离子荧光强度的变化.利用全细胞膜片钳法,记录Yb(ClO4)3对细胞膜上不同钾通道电流的影响.结果表明,10,100,1000μmol/L Yb(ClO4)3处理DRG神经元24h,细胞基本不表现凋亡;处理96h,细胞出现明显的凋亡(P0.05～0.01),尤其是1000μmol/L Yb(ClO4)3,凋亡率达到了(55.23±3.76)%(P0.01).经Yb(ClO4)3孵育的DRG神经元胞内的Ca2+的荧光强度显著增大;Yb(ClO4)3抑制背根神经节纤维和神经元突起的生长.Yb(ClO4)3抑制DRG神经元膜上的钾电流,胞内和胞外的Yb(ClO4)3作用钾通道的部位不同.细胞外液中的Yb(ClO4)3不同程度地阻断了瞬间外向钾电流IA,对延迟整流钾电流几乎没影响;往电极内液中加入同样浓度的Yb(ClO4)3对IA影响很小,却特异性地阻断了延迟整流钾电流IK.10μmol/L Yb(ClO4)3使IA的激活和失活过程都显著右移,延长了瞬间外向钾电流达到峰值的时间和快速失活时间常数,增加神经元的兴奋性.     

青海省唐古特铁线莲质量控制标准的研究

目的对青海省唐古特铁线莲质量控制标准进行研究。方法采用薄层色谱法对唐古特铁线莲进行定性鉴定,展开剂为氯仿与丙酮（95：5）,显色剂为10％硫酸甲醇;采用HPLC（Lc-2010HT）法测定唐古特铁线莲中齐墩果酸的含量,色谱柱为PhenomenexLunaCt8（250mm×4．6mm,5Ixm）,流动相为y（乙腈）＋V（0．2％磷酸水溶液）=35＋65,流量为1mL／min,柱温为室温（25℃）,检测波长为205nm。结果薄层色谱鉴定中,供试品色谱与对照品色谱相应的位置上,显示出相同颜色的荧光斑点;齐墩果酸在0．0233—0,7000mg／mL范围内呈良好的线性关系,线性回归方程为Y=2×10-6＋360803,r。=0．9917,RSD为1．61％,并对青海省野生和栽培唐古特铁线莲中齐墩果酸进行了定量分析,结果显示前者平均值为0．1184％、RSD为2．5113％,后者平均值为0．0651％、RSD为2．92％。结论该法操作简单、快速、准确、灵敏、重现性好,可有效控制青海省唐古特铁线莲的质量。