不同调节剂制备MOF-Fe的性质及对Se（Ⅳ）的吸附性能

以HF、HCl、H₂O和NaAc溶液为调节剂合成了4种MOF-Fe样品,用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、N₂等温吸附-脱附、综合热分析（TG/DTG和DTA）和质子电位滴定研究了4种样品的结构与表面性质,以及对亚硒酸根（Se（Ⅳ））等温吸附特性。MOF-Fe（HF）、MOF-Fe（HCl）、MOF-Fe（H₂O）和MOF-Fe（NaAc）四种样品均具有八面体MIL-100（Fe）的晶体结构,但它们的结晶度和晶面取向略有差异。4种样品的比表面积分别为1 683、1 517、1 641和1 734 m²·g^-1,其总孔体积依次降低,微孔孔径分别为1.27、1.22、1.22和1.17 nm。MOF-Fe（HF）样品的脱羧基失重峰温度最高（415℃）,苯环碳化失重峰温度最低（462℃）;MOF-Fe（HCl）、MOF-Fe（H₂O）和MOF-Fe（NaAc）样品出现了因氧化铁被碳还原所致的失重平台（566~716℃）。样品悬浮液从pH=6.0降到3.0时,消耗H⁺的量表现为MOF-Fe（H₂O） > MOF-Fe（HCl） > MOF-Fe（HF）=MOF-Fe（NaAc）,它们的电荷零点（pH_ZPC）依次为3.1、3.5、3.6和3.5。MOF-Fe（NaAc）、MOF-Fe（HCl）、MOF-Fe（H₂O）和MOF-Fe（HF）对Se（Ⅳ）的吸附亲和力依次减小,它们对Se（Ⅳ）的吸附容量（Q_m）分别为77.69、107.07、117.40和87.15 mg·g^-1。显著性分析显示,MOF-Fe的羟基密度与样品吸附Se（Ⅳ）的Q_m显著正相关。研究结果表明,MOF-Fe样品的结构热稳定性和羟基/配位水分子等活性位点密度受合成样品时加入的调节剂影响,用HF作为调节剂合成MOF-Fe样品有利于提高样品中羧基与苯环之间的C-C键合强度和热分解产物的稳定性,降低苯环碳化温度;HCl和H₂O作为调节剂有利于提高样品的活性位点密度,可提高MOF-Fe样品对Se（Ⅳ）吸附容量。     

铝掺杂针铁矿的制备、表征及吸附氟的特性

水热条件下制备了针铁矿（Goe）和几种铝掺杂针铁矿（Goe-Al_0.1,Goe-Al_0.2和Goe-Al_0.4）,用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、氮气物理性吸附、酸碱滴定等手段对样品进行了表征,并研究了它们对氟离子的吸附特性。结果表明,随着铝掺杂量的增加,铝掺杂针铁矿的结晶度不断减弱、颗粒的长度不断减小。4种样品的微孔表面积、孔体积和表面分形度都表现为Goe < Goe-Al_0.1 < Goe-Al_0.2 < Goe-Al_0.4,而孔径分布表现为相反的顺序。Goe、Goe-Al_0.1、Goe-Al_0.2和Goe-Al_0.4的电荷零点（PZC）分别为8.2、8.3、8.5和8.7,pH=5.0时它们的表面电荷量分别为0.66、0.83、1.03和1.19 mmol·g^-1。准二级动力学模型适合描述4种样品对氟的吸附动力学过程,表明化学吸附是主要作用机制。一位Langmuir模型可较好的拟合等温吸附数据（R²为0.967~0.981）,二位Langmuir模型对等温吸附数据的拟合度更高（R²为0.982~0.995）,而Freundlich模型的拟合度较低（R²为0.877~0.912）。初始pH=5.0时,Goe、Goe-Al_0.1、Goe-Al_0.2和Goe-Al_0.4对氟的最大吸附容量分别为8.83、10.24、11.72和12.86 mg·g^-1。可见,铝掺杂针铁矿对土水环境中氟的吸附容量高于纯针铁矿。     

聚四氟乙烯、有机硅复合改性聚氨酯/环氧树脂共混聚合物的合成及其低表面能特性

以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇为主要原料制得—NCO封端的预聚体,按一定比例和环氧树脂E-51混合均匀;另用氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷(D4)合成一系列分子量不同的氨基聚硅氧烷,用多元胺作固化剂,并以聚四氟乙烯(PTFE)粉末为填料,合成一系列由PTFE、有机硅共同改性的聚氨酯/环氧树脂共混聚合物。测试了其力学性能、表面接触角、吸水率,同时进行了扫描电镜(SEM)以及表面电子能谱(ESCA)分析。结果表明:所制得的共混聚合物具有很低的表面能和良好的综合性能,PTFE和氨基聚硅氧烷对降低聚氨酯/环氧体系的表面能具有明显的复合效应。     

铝掺杂针铁矿的制备、表征及吸附氟的特性

水热条件下制备了针铁矿(Goe)和几种铝掺杂针铁矿(Goe-Al_(0.1),Goe-Al_(0.2)和Goe-Al_(0.4)),用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮气物理性吸附、酸碱滴定等手段对样品进行了表征,并研究了它们对氟离子的吸附特性。结果表明,随着铝掺杂量的增加,铝掺杂针铁矿的结晶度不断减弱、颗粒的长度不断减小。4种样品的微孔表面积、孔体积和表面分形度都表现为GoeGoeAl0.1Goe-Al_(0.2)Goe-Al_(0.4),而孔径分布表现为相反的顺序。Goe、Goe-Al_(0.1)、Goe-Al_(0.2)和Goe-Al_(0.4)的电荷零点(PZC)分别为8.2、8.3、8.5和8.7,pH=5.0时它们的表面电荷量分别为0.66、0.83、1.03和1.19 mmol·g~(-1)。准二级动力学模型适合描述4种样品对氟的吸附动力学过程,表明化学吸附是主要作用机制。一位Langmuir模型可较好的拟合等温吸附数据(R2为0.967~0.981),二位Langmuir模型对等温吸附数据的拟合度更高(R2为0.982~0.995),而Freundlich模型的拟合度较低(R2为0.877~0.912)。初始pH=5.0时,Goe、Goe-Al_(0.1)、Goe-Al_(0.2)和Goe-Al_(0.4)对氟的最大吸附容量分别为8.83、10.24、11.72和12.86 mg·g~(-1)。可见,铝掺杂针铁矿对土-水环境中氟的吸附容量高于纯针铁矿。     

纳米Fe3O4及Ni2+掺杂Fe3O4的制备、表征及吸附Pb(Ⅱ)的特性

采用一种改进的共沉淀法制备了纳米磁铁矿(Fe₃O₄)及Ni²⁺掺杂磁铁矿(Ni_xFe_3-xO₄,x=0.1,0.3,0.6),用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮气物理性吸附、酸碱滴定等手段对产物进行了表征,用平衡吸附法研究了4种样品对Pb(Ⅱ)离子的吸附容量及吸附模型。结果表明,Fe₃O₄和3种Ni_xFe_3-xO₄均为近似球形的单相晶质纳米颗粒;与Fe₃O₄比较,Ni_xFe_3-xO₄的颗粒尺寸变小、表面电荷零点和pH＝5.0时的表面正电荷量降低;样品的孔体积、比表面积和表面分形度以及表面羟基含量都随产物中Ni²⁺掺杂量的增加而升高。4种样品对Pb(Ⅱ)的等温吸附数据均适合用Langmuir模型拟合(R₂=0.9942~0.9858),其相关系数的大小表现为:Fe₃O₄>Ni_0.1Fe_2.9O₄>Ni_0.3Fe_2.7O₄=Ni_0.6Fe_2.4O₄;Freundlich模型对样品等温吸附Pb(Ⅱ)的实验数据拟合度较低(R²=0.9813~0.9477),4种样品的Freundlich相关系数的大小关系与Langmuir相关系数相反。初始pH=5.0时,Fe₃O₄,Ni_0.1Fe_2.9O₄,Ni_0.3Fe_2.7O₄和Ni_0.6Fe_2.4O₄对Pb(Ⅱ)的最大吸附容量分别为6.02,6.68,7.29和8.34mg·g^-1。可见,Ni_xFe_3-xO₄(尤其是Ni²⁺掺杂量较高的产物)对水环境中重金属Pb(Ⅱ)的去除能力明显高于Fe₃O₄。     

一种水溶性1,3,4-噻二唑类化合物的合成及生物活性

噻二唑与芳香醛反应制得一系列苯腙化合物,该类化合物再与氯乙酰氯反应得到关键中间体3,中间体3与三乙胺反应最终得到水溶性目标产物,对所有目标产物进行了红外、核磁氢谱、质谱和元素分析表征。水溶性实验证明,该类化合物在25℃的水中均具有大于10g的溶解度。并且生物活性实验表明,该类化合物对枯草杆菌(B.subtilis),大肠杆菌(E.coli),普通变形杆菌(P.vulgaris)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)都具有明显的抑菌活性。     

氧化铁改性蛭石的制备、表征及吸附氟的特性

采用共沉淀法制备了3种不同含铁量的氧化铁改性蛭石(Verm-Fe_x,x=5,10,20),研究了纯蛭石(Verm)和Verm-Fe_x的表面性质及吸附氟的特性。与样品Verm比较,3种Verm-Fe_x中Verm的d₍₀₀₂₎层间距略有升高;Verm-Fe_x的孔体积、表面积、表面分形度均随含铁量的增加而升高,其中微孔体积和外表面积的增加幅度更明显。4种样品的等电点(IEP)也随含铁量的增加而明显升高;初始pH＝5.0时,它们的表面ζ电位分别为-16.4,-6.1,10.5和28.4 mV。4种样品对氟的等温吸附数据用单吸附位Langmuir模型拟合(R²=0.973~0.995)时,Verm的R²最高;双吸附位Langmuir模型可很好地描述3种Verm-Fe_x样品的等温吸附过程(R²=0.991~0.998);Freundlich模型对4种样品吸附数据的拟合度较差(R²=0.835~0.937),但R²随样品含铁量的增加而略微升高。初始pH=5.0时,Verm和Verm-Fe_x(x=5,10,20)对氟的最大吸附容量(q_max)分别为3.18,6.76,9.27和12.43 mg·g^-1。可见,Verm-Fe_x(尤其含铁量较高的产物)对表生环境中氟的吸附固定性能明显高于Verm。     

不同调节剂制备MOF-Fe的性质及对Se(Ⅳ)的吸附性能

以HF、HCl、H_2O和Na Ac溶液为调节剂合成了4种MOF-Fe样品,用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、N_2等温吸附-脱附、综合热分析(TG/DTG和DTA)和质子电位滴定研究了4种样品的结构与表面性质,以及对亚硒酸根(Se(Ⅳ))等温吸附特性。MOF-Fe(HF)、MOF-Fe(HCl)、MOF-Fe(H_2O)和MOF-Fe(Na Ac)四种样品均具有八面体MIL-100(Fe)的晶体结构,但它们的结晶度和晶面取向略有差异。4种样品的比表面积分别为1 683、1 517、1 641和1 734 m~2·g~(-1),其总孔体积依次降低,微孔孔径分别为1.27、1.22、1.22和1.17 nm。MOF-Fe(HF)样品的脱羧基失重峰温度最高(415℃),苯环碳化失重峰温度最低(462℃);MOF-Fe(HCl)、MOF-Fe(H_2O)和MOF-Fe(Na Ac)样品出现了因氧化铁被碳还原所致的失重平台(566~716℃)。样品悬浮液从p H=6.0降到3.0时,消耗H~+的量表现为MOF-Fe(H_2O)MOF-Fe(HCl)MOF-Fe(HF)=MOF-Fe(Na Ac),它们的电荷零点(p H_(ZPC))依次为3.1、3.5、3.6和3.5。MOF-Fe(Na Ac)、MOF-Fe(HCl)、MOF-Fe(H_2O)和MOF-Fe(HF)对Se(Ⅳ)的吸附亲和力依次减小,它们对Se(Ⅳ)的吸附容量(Q_m)分别为77.69、107.07、117.40和87.15 mg·g~(-1)。显著性分析显示,MOF-Fe的羟基密度与样品吸附Se(Ⅳ)的Q_m显著正相关。研究结果表明,MOF-Fe样品的结构热稳定性和羟基/配位水分子等活性位点密度受合成样品时加入的调节剂影响,用HF作为调节剂合成MOF-Fe样品有利于提高样品中羧基与苯环之间的C-C键合强度和热分解产物的稳定性,降低苯环碳化温度;HCl和H_2O作为调节剂有利于提高样品的活性位点密度,可提高MOF-Fe样品对Se(Ⅳ)吸附容量。     

1,3,4-噻二唑基1,2,4-三唑啉酮类化合物的合成及除草活性

以2-甲基-5-氨基-1,3,4-噻二唑和芳香醛为原料,设计合成了一系列新型1,2,4-三唑啉酮类化合物。通过1H MR、MS和元素分析确证了其结构。生物活性测试结果表明,在100μg·m L-1浓度下,该类化合物具有较好的除草活性,其中化合物4c和4d对油菜和稗草的抑制率达到了80%。     

纳米Fe3O4及Ni2 掺杂Fe3O4的制备、表征及吸附Pb(Ⅱ)的特性

采用一种改进的共沉淀法制备了纳米磁铁矿(Fe₃O₄)及Ni²⁺掺杂磁铁矿(Ni_xFe_3-xO₄,x=0.1,0.3,0.6),用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮气物理性吸附、酸碱滴定等手段对产物进行了表征,用平衡吸附法研究了4种样品对Pb(Ⅱ)离子的吸附容量及吸附模型。结果表明,Fe₃O₄和3种Ni_xFe_3-xO₄均为近似球形的单相晶质纳米颗粒;与Fe₃O₄比较,Ni_xFe_3-xO₄的颗粒尺寸变小、表面电荷零点和pH＝5.0时的表面正电荷量降低;样品的孔体积、比表面积和表面分形度以及表面羟基含量都随产物中Ni²⁺掺杂量的增加而升高。4种样品对Pb(Ⅱ)的等温吸附数据均适合用Langmuir模型拟合(R²=0.9942~0.9858),其相关系数的大小表现为：Fe₃O₄>Ni_0.1Fe_2.9O₄>Ni_0.3Fe_2.7O₄=Ni_0.6Fe_2.4O₄;Freundlich模型对样品等温吸附Pb(Ⅱ)的实验数据拟合度较低(R²=0.981 3~0.947 7),4种样品的Freundlich相关系数的大小关系与Langmuir相关系数相反。初始pH=5.0时,Fe₃O₄,Ni_0.1Fe_2.9O₄,Ni_0.3Fe_2.7O₄和Ni_0.6Fe_2.4O₄对Pb(Ⅱ)的最大吸附容量分别为6.02,6.68,7.29和8.34 mg·g^-1。可见,Ni_xFe_3-xO₄(尤其是Ni²⁺掺杂量较高的产物)对水环境中重金属Pb(Ⅱ)的去除能力明显高于Fe₃O₄。