精氨酸接枝壳聚糖的工艺优化及其对Cu~(2+)、Ni~(2+)的吸附特性

为了提高壳聚糖对重金属离子的吸附性,以壳聚糖(CS)为基体,1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC.HCl)为缩合剂,N-羟基-丁二酰亚胺(NHS)为偶联剂,将L-精氨酸接枝到CS大分子上,制备出L-精氨酸接枝壳聚糖CS-L-Arginine(CA),并通过3因子3水平正交实验筛选出最优工艺。通过红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)表征了产物的结构组成和表观状态。采用坂口反应测定了产物的接枝率(GR)。结果表明,当反应物的摩尔比为n CS:n Arg:n EDC=1:1:1,n EDC:n NHS=1:1,反应时间为12h,体系p H=5.5时,接枝率(GR)可达17.05%。吸附试验结果显示,在p H=6、温度25℃条件下,CA(GR=17.05%)对浓度25g/L的Cu~(2+)、Ni~(2+)的去除率分别达到75.36%和68.42%,吸附符合准二级动力学模型,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,也基本符合Freundlich等温吸附模型。     

重金属吸附剂二硫代羧基化玉米秸秆的制备

以玉米秸秆(CS)、二硫化碳、氢氧化钠为原料,制备出二硫代羧基化玉米秸秆(DTCS)。考察了DTCS制备过程的影响因素,确定了DTCS的制备条件。结果表明:在秸秆粒径10目(2.0 mm)、浸泡时间45 min、CS/CS_2/NaOH质量比1∶1∶2、预反应温度25℃、预反应时间30 min、主反应温度40℃、主反应时间1 h的条件下制备的DTCS对Cd(Ⅱ)的去除效果最好,Cd(Ⅱ)的最高去除率可达100%。DTCS的红外分析结果表明,CS分子链中成功引入了二硫代羧基。     

巯基/羧基修饰硅藻土及其对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附性能

以3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTS)、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)、柠檬酸(CA)为原料,采用水浴法、水浴/低温水热法,分别制备了巯基(—SH)、氨基/羧基(—NH2/—COOH)表面修饰的硅藻土。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、氮气吸附-脱附测试、热重/差示扫描量热法、X射线光电子能谱等技术对样品进行了表征,并探讨分析了样品制备机理。当重金属离子溶液pH=7,吸附时间为4 h时,以MPTS制备的巯基修饰硅藻土吸附剂对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的最大吸附容量分别为396、365 mg·g^-1;以APTES、CA制备的氨基/羧基缩合修饰硅藻土吸附剂对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)最大吸附容量分别为485、462 mg·g^-1。     

树状聚酰胺胺-水杨醛修饰硅胶分离富集镉

制备了树状聚酰胺胺-水杨醛修饰硅胶PAMAM-n.0SASG(n=1,2,3,4),利用FTIR,SEM,元素分析对其进行表征。研究了PAMAM-n.0SASG微柱分离富集Cd(Ⅱ)的性能。结果表明,在pH 7的HCl介质溶液中,以3.0 mL/min流速进样,可以实现Cd(Ⅱ)定量吸附。PAMAM-n.0SASG对Cd(Ⅱ)的吸附容量分别为11.12,17.79,24.46和37.79 mg/g(n=1,2,3,4),富集倍数分别达到100,150,200,300倍。准二级动力学方程可以较好的描述PAMAMn.0SASG对Cd(Ⅱ)的吸附行为,使用100个吸附和解吸附循环后,其吸附性能未发生变化。以PAMAM-4.0SASG为吸附剂建立了微柱分离富集-石墨炉原子吸收光谱测定Cd(Ⅱ)方法,检出限达到0.9 ng/mL,测定Cd(Ⅱ)的线性范围是2.0~20 ng/mL。方法已应用于标准样品和水样中Cd(Ⅱ)分析。     

介孔TiO2分离富集-火焰原子吸收法测定矿样中痕量Cd(Ⅱ)

研究了介孔Ti O2分离富集材料的制备及其对Cd(Ⅱ)的吸附性能,考察了影响吸附和解吸的主要因素。pH=6.0时,介孔Ti O2能定量吸附溶液中的痕量Cd(Ⅱ),其静态饱和吸附容量为57.8 mg/g。吸附在介孔Ti O2上的Cd(Ⅱ)可用1 mol/L HCl洗脱,洗脱液中的Cd(Ⅱ)用火焰原子吸收法测定。本法对Cd(Ⅱ)的检出限(3σ)为23.3 ng/mL,相对标准偏差(RSD)为2.0%(n=7,c=1.0μg/mL),回收率在94.0%～102.5%之间。该方法用于矿样中痕量Cd(Ⅱ)的测定,结果满意。     

Cyanex272功能化的橘子皮对Cd（Ⅱ）的吸附动力学和热力学（英文）

本文采用橘皮(OP)吸附剂从水介质中去除Cd(Ⅱ).用萃取剂Cyanex272对生物质进行预处理活化,找到了去除Cd(Ⅱ)的最佳操作条件.通过用几种模型拟合实验数据后,发现最佳拟合模型为Langmuir模型和准二级动力学模型.不同吸附剂对Cd(Ⅱ)的吸附量顺序依次为272SCOSCO272CO272OPCOOP.272SCO的最大吸附量为0.866 3mol·g-1,Cd(Ⅱ)的吸附量严格依赖于pH,所有吸附剂的最适合pH范围为5.5～6.0.对于吸附剂的再生,以0.1mol·L-1 HCl为最佳解吸剂,解吸率接近100%.萃取剂Cyanex 272预处理后的橘皮可作为一种高效、低成本的吸附剂,用于去除水溶液中的镉.     

氨丙基硅三烷改性介孔二氧化硅及对痕量镉(Ⅱ)的分离富集性能研究

以氨丙基硅三烷作为改性剂,对介孔二氧化硅表面进行修饰,制备了氨基化介孔二氧化硅吸附材料,采用透射电镜和傅立叶红外光谱仪对其进行表征,并用于水样中痕量镉的富集,建立了氨基化介孔二氧化硅分离预富集/火焰原子吸收光谱法测定痕量镉的方法。考察了溶液pH值、样品流速、洗脱剂类型、干扰离子和吸附容量等对痕量镉分离富集的影响,以及该吸附材料对痕量镉(Ⅱ)的吸附性能。结果表明,溶液pH 7.0,样品流速8 m L/min时镉离子能被制备材料高效吸附,吸附的镉(Ⅱ)用5.0 m L 2 mol/L HNO_3完全洗脱,火焰原子吸收法测定。在最佳实验条件下,方法的线性范围为0.6~20 ng/m L,定量下限为0.5 ng/m L,富集倍数为50倍,对10 ng/m L Cd2+测定的相对标准偏差(n=11)为0.92%,加标回收率为98.8%~104.5%。该方法的抗干扰能力较好,富集柱可循环使用12次以上,可用于环境水样中镉(Ⅱ)的测定。     

纳米二氧化钛分离/富集-石墨原子吸收光谱法测定环境样品中痕量镉

以石墨炉原子吸收(GFAAS)为检测手段,研究了纳米二氧化钛(TiO2,锐钛型)对金属Cd(Ⅱ)的吸附性能,考察了吸附和解吸的主要影响因素.结果表明,在较宽的pH范围内,纳米TiO2对Cd(Ⅱ)具有良好的吸附性能,3.0 mol/L HCl能将所吸附的Cd(Ⅱ)完全洗脱.在优化的实验条件下,具有吸附容量大、吸附速度快的特点.本法的检出限(3σ)为10.6 ng/L;相对标准偏差(RSD)为1.5%,(n=7,C=2.0 μg/L),富集50倍.本法测定标准样品的测定值与参考值吻合.用于土壤类样品中Cd(Ⅱ)的测定,结果令人满意.     

Cyanex272功能化的橘子皮对Cd(Ⅱ)的吸附动力学和热力学

本文采用橘皮(OP)吸附剂从水介质中去除Cd(Ⅱ).用萃取剂Cyanex272对生物质进行预处理活化,找到了去除Cd(Ⅱ)的最佳操作条件.通过用几种模型拟合实验数据后,发现最佳拟合模型为Langmuir模型和准二级动力学模型.不同吸附剂对Cd(Ⅱ)的吸附量顺序依次为272SCO>SCO>272CO>272OP>CO>OP.272SCO的最大吸附量为0.8663mol·g^-1,Cd(Ⅱ)的吸附量严格依赖于pH,所有吸附剂的最适合pH范围为5.5~6.0.对于吸附剂的再生,以0.1mol·L^-1 HCl为最佳解吸剂,解吸率接近100%.萃取剂Cyanex 272预处理后的橘皮可作为一种高效、低成本的吸附剂,用于去除水溶液中的镉.     

巯基化石墨烯对水中Pb(Ⅱ)的吸附性能研究

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,在交联剂EDC作用下,巯基乙胺与氧化石墨烯上的羧基进行缩合反应,合成巯基化石墨烯。运用FTIR、SEM及XPS等手段对合成材料进行表征,结果表明,巯基乙胺成功接枝在氧化石墨烯表面。将巯基化石墨烯用于吸附去除水中的Pb(Ⅱ),结果表明,合成的巯基化石墨烯对Pb(Ⅱ)的吸附效果好,吸附量高达205.25mg/g。吸附动力学遵循准二级模型,且等温吸附数据可用Langmuir吸附等温线很好地拟合。本文报道的巯基化石墨烯对废水处理和净化有很大的潜在应用。     

微波辅助反相乳液法合成镉离子印迹聚合物及其固相萃取性能研究

以β-环糊精和丙烯酰胺为功能单体,环氧氯丙烷为交联剂,过硫酸铵为引发剂,通过微波辅助反相乳液法制备镉离子印迹聚合物(Cd(Ⅱ)-IIP),并用扫描电子显微镜观察其形貌特征,发现洗脱后Cd(Ⅱ)-IIP的表面存在复杂的孔隙结构,即Cd(Ⅱ)的特异性结合位点,使得Cd(Ⅱ)-IIP可识别并吸附Cd(Ⅱ)。吸附等温线结果表明,Cd(Ⅱ)-IIP的吸附过程符合Langmuir模型(r20.99)。用Scatchard模型分析其对Cd(Ⅱ)的吸附性能,发现Scatchard方程对Cd(Ⅱ)-IIP吸附过程的拟合结果呈线性关系,结合位点的离解常数KD为72.99 mg/L,最大表观结合能力Qmax为130 mg/g。优化得到最佳萃取条件为:以甲醇-乙酸(7∶1)为洗脱液,Cd(Ⅱ)质量浓度10μg/L,pH 7.0。该萃取柱重复使用5次后,萃取效率仍在70%以上。在竞争离子Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)存在下,萃取柱对不同离子的萃取效率分别为97.58%、15.07%、5.28%和40.2%,说明Cd(Ⅱ)-IIP具有良好的选择性。该方法的检出限为0.809 4μg/L,相对标准偏差为2.7%。将Cd(Ⅱ)-IIP固相萃取柱用于实际环境水样处理,Cd(Ⅱ)的加标回收率为93.6%~101%。     

球形立方相纳米二氧化铈-ICP-MS法同时测定痕量铅和镉

采用室温固相法合成球形立方相纳米CeO2,建立了纳米CeO2富集分离,ICP-M S同时测定痕量Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的方法。在pH 7.0,10 mg CeO2,吸附15min后,纳米CeO2对Pb(Ⅱ),Cd(Ⅱ)的吸附率均可达100%;以2mL 0.05 mol/L HCl溶液为洗脱剂、洗脱20 min后,对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的洗脱率可分别达到98%和95%以上;纳米CeO2对Pb(Ⅱ),Cd(Ⅱ)的最大静态吸附容量分别为496.9μg/g和243.1μg/g,富集倍数均可达250倍,共存离子影响小。优化ICP-MS仪器工作条件,选择205Bi和115In为在线内标进行Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的测定,检出限分别为1.7 pg/mL和9.2 pg/mL,RSD分别为4.8%和0.94%。方法应用于实际水样,回收率分别为Pb(Ⅱ)93.6%~106.4%,Cd(Ⅱ)96.2%~108.9%。     

巯基功能化金纳米搅拌棒的制备及其对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附检测

为实现金纳米粒子(AuNPs)对环境水体中重金属离子的选择性吸附,以刻饰不锈钢丝为基体,采用化学沉积法在刻蚀不锈钢丝表面沉积AuNPs,再用自组装法将1,8-辛二硫醇修饰于AuNPs上,制备了一种以巯基功能化金纳米为吸附剂的金属搅拌棒(AuNPs-SH-SBSE)。采用电感耦合等离子发射光谱仪(ICPOES)为检测手段,以常见的金属离子Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)为例,评价了金属搅拌棒的萃取分离性能。考察了吸附时间、pH值、解吸溶剂等因素对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)吸附率的影响。结果表明,当吸附平衡时间为30min、pH 8.0,6.0 mL 1.5 mol/L HNO_3作洗脱剂时,Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附率分别达98.5%和87.4%。将该方法用于实际样品中痕量Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附检测,其线性范围分别为0.1~50 mg/L和0.2~20 mg/L,方法的检出限(S/N=3)分别为24 ng/L和3.6μg/L。在低、高2个浓度水平下进行加标回收实验,回收率分别为85.4%~105.0%和74.2%~97.8%,相对标准偏差(RSD,n=3)分别为3.8%~8.2%和4.2%~10.6%。该方法简单、快速、灵敏,可应用于环境水体中Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的分离检测。     

氧化石墨烯/麦饭石分离富集-火焰原子吸收法测定水中镉

通过浸渍法制备了新型纳米氧化石墨烯/麦饭石(GO/MFS)复合吸附材料,并用于镉的分离富集。以火焰原子吸收法为检测手段,研究了GO/MFS复合吸附材料对水中Cd(Ⅱ)的吸附性能。结果表明:当pH为9.0时,GO/MFS复合吸附材料用量为20mg,振荡10min,Cd(Ⅱ)可被吸附材料定量富集,最大吸附容量为111.1mg/g。吸附等温线均能符合Langmuir和Freundlich等温线模型,说明该吸附体系是一个单层覆盖与多层吸附相结合的模式。被吸附的Cd(Ⅱ)可用0.15mol/L HNO3定量洗脱。方法测定Cd(Ⅱ)的线性范围为0.04～2.0mg/L,检出限为9.6μg/L;对40μg/LCd(Ⅱ)测定的相对标准偏差(RSD)为2.5%(n=9)。该方法具有操作简单、分析时间短、线性范围宽等优点。用该法对自来水中Cd(Ⅱ)进行加标测定,回收率101%～103%。     

化学修饰方法对聚乙二醇功能化碳纳米管的影响

通过酰氯化法与碳二亚胺缩合法(EDC/NHS)制备氨基化聚乙二醇(PEG1500N)修饰的多壁碳纳米管(MWNTs)并采用FTIR、Raman、TEM、原子力显微镜(AFM)、TGA-DTA-DSC、UV-Vis进行表征与分析。实验结果发现：两种方法PEG1500N都能很好地修饰MWNTs,但EDC/NHS缩合法采用更短的反应时间(反应1 d),达到了更好的接枝效果。EDC/NHS缩合法提高了碳管上羧基的利用率,接枝率大大提高。TGA-DTA分析表明缩合法接枝率为30%,而酰氯化法(反应4 d)为15%。UV-Vis分析表明EDC/NHS缩合法得到的产物溶解性也更好,溶解度由1.19 mg·mL^-1(酰氯化法得到的产物的溶解度)提高到2 mg·mL^-1以上。     

磁性Fe3O4@SiO2@CS镉离子印迹聚合物的制备及吸附性能

以SiO2包覆的纳米Fe3O4为载体, 壳聚糖(Chitosan, CS)为功能配体, γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷为交联剂, 制备了磁性Fe3O4@SiO2@CS镉离子印迹聚合物(Magnetic ion-imprinted polymer, M-IIP). 采用扫描电镜和红外光谱对该磁性印迹聚合物进行了表征. 结果表明, 壳聚糖在环氧基硅烷交联作用下, 实现了印迹壳层在磁性Fe3O4表面的接枝, 该印迹材料是边长为60~120 nm的立方体. 吸附性能实验表明, M-IIP对Cd(Ⅱ)的吸附符合一级动力学吸附模型; M-IIP对Cd(Ⅱ)/Cu(Ⅱ), Cd(Ⅱ)/Zn(Ⅱ), Cd(Ⅱ)/Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)/Hg(Ⅱ)的相对选择系数分别为2.92, 3.43, 8.97和9.20. 原子吸收光谱检测结果表明, 该磁性Fe3O4@SiO2@CS离子印迹聚合物可用于水溶液中Cd(Ⅱ)的分离, Cd(Ⅱ)回收率在98%以上.     

CdS量子点制备与单增李斯特菌抗体偶联的研究

以CdCl2和Na2S为原料,以巯基乙酸为稳定剂,采取水相合成方法制备了CdS量子点.结果表明,合成CdS量子点最佳条件是:作用时间3 h,[Cd2+]: [S2-]为2: 1, 50 μL稳定剂,pH 8.0,反应温度30 ℃.通过EDC · HCl和NHS的作用,成功地将单增李斯特菌抗体IgG与CdS量子点偶联.偶联后的IgG-CdS荧光强度显著增强,为偶联前的4倍.血清凝集反应和直接免疫荧光实验证明,偶联CdS量子点的单增李斯特菌抗体的特性没有发生变化,在荧光显微镜下可快速灵敏地检测出单增李斯特菌.本方法特异性强、稳定性和重复性高,可用于食品中致病菌的快速检测.     

含羧基中药成分荧光标记方法的建立及优化

用荧光标记技术对含羧基类中药成分进行标记,探索中药成分荧光标记方法,提高其检测灵敏度、为中药药代动力学研究奠定基础。以荧光试剂8-氨基芘-1,3,6-三磺酸三钠盐(APTS)和绿原酸组成研究体系,对标记条件进行优化。反应体系中加入1-乙基-3-(3-二甲氨丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC.HCl)与N-羟基丁二酰亚胺(NHS)可使衍生反应在室温下进行。APTS标记绿原酸的较优反应条件为:绿原酸与APTS的浓度比为1∶5,EDC的浓度为5 mmol/L,NHS的浓度为0.33 mmol/L。以0.1mol/L、pH5.50的NaH2PO4-Na2HPO4为缓冲溶液,绿原酸首先与EDC、NHS避光反应4 h,再与APTS反应4h,即可达到较好的标记效果。此标记方法操作简便,灵敏度高,可以用于含羧基类中药成分的荧光标记研究。     

玉米醇溶蛋白/壳聚糖复合纳米微球的制备及性能研究

以生物相容性的玉米醇溶蛋白(Zein)和壳聚糖(Chitosan)为原料,利用溶剂-非溶剂相分离法成功制备了玉米醇溶蛋白/壳聚糖复合纳米微球(NSZ/CS),运用FT-IR、SEM和TEM等对复合纳米微球进行了表征。采用罗丹明B(RB)为模型药物分子,研究了复合纳米微球的药物释放性能。与玉米醇溶蛋白纳米微球(NSZ)相比,复合纳米微球NSZ/CS对RB和Dox·HCl的包封率显著上升,分别可达83.5%和75.3%。NSZ/CS对RB的累积释放量也大幅度提高。在模拟人工胃液和人工肠液中,NSZ/CS对RB释放36 h后,累积释放量分别为85.2%和95.4%。进一步将NSZ/CS用于负载抗癌药物盐酸阿霉素(Dox·HCl),发现Dox@NSZ/CS在p H=7.4的磷酸缓冲液(PBS)中的累积释放量达91.0%。复合纳米微球NSZ/CS有望作为水溶性药物载体应用于生物医药领域。     

Cu(Ⅱ)印迹丙烯腈-co-苯乙烯微球的制备与对Cu(Ⅱ)的选择性吸附

以Cu(Ⅱ)为模板离子、丙烯腈为功能单体,苯乙烯(St)为骨架单体,偶氮二异丁腈为引发剂,二乙烯苯为交联剂制备了铜离子印迹丙烯腈-co-苯乙烯微球(Cu-I-AN-co-St);用UV、FTIR、SEM和FAAS表征了聚合物和分析了Cu-I-AN-co-St对Cu(Ⅱ)的选择性吸附;结果表明,在室温下溶液pH为5～6,吸附时间为60 min时吸附达到平衡,最佳吸附条件下,饱和吸附容量可达到49.1 mg/g;以1 mol/L HCl溶液作为解吸剂其解吸率可达98%;与相应非印迹微球(NI-AN-co-St)相比,Cu(Ⅱ)I-AN-co-St对Cu(II)的吸附量增大并具有选择性;与电荷相同及离子半径相近的Zn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)共存时,其相对选择性系数分别为28.2,24.8,44.4。