改性累托石吸附水溶液中苯酚的研究I吸附条件的确定

用十二烷基二甲基苄基氯化铵 (1227)、十六烷基三甲基溴化铵 (1631)、十八烷基三甲基溴化铵 (1831) 3种表面活性剂改性天然累托石 (REC) 粘土,分别得到3种有机改性累托石:1227-REC、1631-REC和1831-REC。用有机改性累托石作吸附剂,对水溶液中的苯酚进行吸附研究,考察了pH值、吸附时间、吸附剂用量、温度等因素对吸附效果的影响。结果发现,在本文研究条件下,3种吸附剂对苯酚达到较理想吸附效果的合理条件是:pH值分别为6、8、8;吸附平衡时间分别需要90、20、40min;吸附剂用量均为20g/L;常温。在确定的合理条件下,去除率分别能达到66.2%、99.0%、99.8%。     

改性累托石吸附水溶液中苯酚的研究Ⅰ吸附条件的确定

用十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)、十六烷基三甲基溴化铵(1631)、十八烷基三甲基溴化铵(1831)3种表面活性荆改性天然累托石(REC)粘土，分别得到3种有机改性累托石：1227-REC、1631-REC和1831-REC．用有机改性累托石作吸附剂，对水溶液中的苯酚进行吸附研究，考察了pH值、吸附时间、吸附剂用量、温度等因素对吸附效果的影响．结果发现，在本文研究条件下，3种吸附剂对苯酚达到较理想吸附效果的合理条件是：pH值分别为6、8、8；吸附平衡时间分别需要90、20、40min；吸附剂用量均为20g/L；常温．在确定的合理条件下，去除率分别能达到66．2％、99．0％、99．8％。     

三聚氰胺磁性分子印迹聚合物材料的制备及性能表征

利用溶剂热法通过控制反应时间和温度制得了分散性好和磁性强的Fe3O4,并利用溶胶凝胶法制备得到包覆SiO2的磁性微球(Fe3O4@SiO2)。以三聚氰胺为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)为单体,采用本体聚合法制备了磁性分子印迹聚合物(MMIPs)。通过静态吸附实验表明,MMIPs对三聚氰胺的饱和吸附量高达10.22μg/mg,是磁性非印迹聚合物(MNIPs)的1.62倍。粒子扩散模型、Elovich模型和动态吸附实验表明所制得的MMIPs有较好的吸附性能。     

Fe_3O_4/SiO_2/PMMA磁性纳米粒子的制备及其磁性能

通过沉淀氧化法制得Fe3O4磁性粒子(1);通过Stber法用Si O2对Fe3O4进行表面改性制得Fe3O4/Si O2磁性纳米粒子(2);通过原子转移自由基聚合法将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)接枝到2上,制得Fe3O4/Si O2/PMMA磁性高分子纳米粒子(3),其结构和磁性能经IR,扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM),磁性分析(VSM)和热重分析(TGA)表征。结果表明,3的粒径小且磁性强,平均粒径约为220 nm,饱和磁化强度为44.3 emu·g-1,室温下具有超顺磁性。     

CTMAB交联累托石吸附苯胺废水的研究

以十六烷基三甲基溴化铵 (CTMAB) 为交联剂与累托石进行交联反应,制备CTMAB交联累托石,吸附处理CODCr值为910.6mg/L和2806.4mg/L的苯胺废水。结果表明,当CTMAB交联累托石用量为40g/LH2O、pH为7.00和1.00、常温吸附60min时,其CODCr去除率达67%以上。吸附符合Freundlich等温吸附式:?1.338Ct1/n,吸附反应为一级反应:tteCC51019.10--=, 吸附热力学研究表明:ΔH=1.819kJ/mol,ΔG=0.051kJ/mol,ΔS=6.073J/mol稫。     

磁性PS-DEA树脂的制备与表征

利用二乙醇胺(DEA)对氯甲基化聚苯乙烯基树脂(PS-Cl)进行表面改性,制备了亲水性的PS-DEA树脂,然后以FeCl3·6H2O和FeSO4·7H2O为前驱体通过共沉淀法原位复合制备了磁性PS-DEA树脂.表征了磁性PS-DEA样品的形貌、结构以及磁性能,研究了PS-DEA和磁性PS-DEA对水溶液中Hg(Ⅱ)的吸附性能.结果表明,含有Fe3O4的磁性PS-DEA树脂的比饱和磁化强度(Ms)为0.92 A·m2/kg,磁性树脂中Fe3O4所占的质量分数为1.7%.用Langmuir等温模型拟合了PS-DEA和磁性PS-DEA对水溶液中Hg(Ⅱ)的吸附数据,计算得到最大吸附量分别为320.51和352.11 mg/g,这表明磁性纳米粒子的引入有利于提高树脂的吸附性能,这种磁性树脂有望作为吸附剂用于水处理领域.     

石墨烯/Fe3O4磁性纳米材料分散固相萃取环境水样中的己烯雌酚

合成了石墨烯/Fe3O4磁性纳米材料(G/Fe3O4),并以此作为吸附剂,建立了分散固相萃取环境水样中己烯雌酚(DES)的新方法.通过红外光谱(FT-IR)、X射线衍射仪对吸附剂进行表征.考察了pH值、吸附时间、盐类等对吸附性能的影响.结果表明,最佳吸附pH值为7.0,吸附时间为20 min,吸附率最高可达88.2％.无水乙醇可有效洗脱吸附在石墨烯/Fe3O4磁性纳米材料表面的己烯雌酚,回收后的吸附剂可再利用.石墨烯/Fe3O4磁性纳米材料对己烯雌酚的等温吸附符合Langmuir模型,其最大吸附容量为79.6 mg/g,Langmuir吸附平衡常数为5.39 mL/μg.     

新环氧树脂纳米复合材料的合成和结构研究

以具有层状硅酸盐结构的累托石(REC)为主体,以烷基季铵盐为改性剂合成了有机累托石(OREC),以有机累托石和环氧树脂复合,制备出纳米复合材料。累托石含量在0.8wt.% 时,纳米复合材料具有最佳力学和热学性能,冲击强度增加到65.6 kJm-2,断裂伸长率从4.7 %增加到20.2 %,玻璃化转变温度提高到 197.9 ℃。用X-小角衍射法、透射电镜和红外吸收光谱研究了材料的微观结构,XRD 衍射图显示,未经处理REC 的层间距d001 = 2. 2 nm,经有机改性后,累托石片层间距扩大到2.8 nm,与环氧树脂复合后,其层间距扩大到4.2 nm 左右,FT-IR图显示,有机累托石中出现十六胺的特征吸收峰,TEM照片显示该复合材料是一种纳米复合材料。     

壳聚糖包覆磁性纳米粒子的制备和表征以及蛋白质吸附特性

制备了一种壳聚糖包覆的磁性纳米粒子,并对其进行了表征和蛋白吸附特性研究.首先通过共沉淀法制备了表面羧基功能化的磁性纳米粒子(MNP-COOH),然后通过静电相互作用将壳聚糖自组装在MNPCOOH粒子表面,在甲醛保护氨基的情况下,利用环氧氯丙烷交联粒子表面壳聚糖上的羟基,交联完成后脱去氨基保护剂,制得表面富含氨基的壳聚糖包覆磁性纳米粒子(MNP-CS).分别使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TGA)、震动样品磁强计(VSM)和zeta电位仪等对制得的MNP-CS进行表征.结果表明,壳聚糖成功地被包裹在磁性纳米颗粒表面.颗粒可完全分散于pH=1~14的水溶液中,形成均匀溶胶,Fe3O4磁核能抵抗0.1 mol/L的HCl溶液腐蚀.MNP-CS颗粒直径为10~20 nm,饱和磁化值为50.05 emu/g,剩磁和矫顽力近似为零,具有明显的超顺磁性.制得的磁性纳米粒子吸附BSA时呈明显的S型等温吸附特性,单层吸附量约为300 mg/g.     

钙基累托石对模拟废水中镉的吸附

研究了在不同温度下烘干或煅烧的累托石对模拟废水中镉离子的吸附作用，对吸附时间、溶液的初始浓度、pH值、累托石的用量等条件对吸附的影响作了初步研究，结果表明，在300℃下煅烧的钙基累托石对镉有较好的吸附作用，其最大吸附量迭4mg／g，该吸附符合二级动力学方程和Freundlich吸附等温式。     

羧甲基壳聚糖/有机累托石纳米复合材料及其药物缓释性能研究

利用简单的溶液插层法制备了羧甲基壳聚糖/有机累托石纳米复合材料,其中累托石(REC)用十六烷基三甲基溴化铵进行改性.用X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)表征了该纳米复合材料的微观结构和形态,实验表明羧甲基壳聚糖插层进入了累托石层间,增大了累托石的层间距,并且累托石均匀地分布在羧甲基壳聚糖基体中.以牛血清蛋白(BSA)为药物模型,研究了纳米复合材料与海藻酸钠形成的微球的药物缓释性能.结果显示,该微球对药物的包封率及缓释性能与纯羧甲基壳聚糖微球相比都有较大改善,包封率从56%提高到86%,药物缓释时间从24 h上升到72 h.并且纳米复合材料/海藻酸钠微球的释药具有pH响应性,在pH为1.2的条件下释药慢,而在pH为7.4时释药快,可用于小肠或结肠定位缓释系统.因此,羧甲基壳聚糖/有机累托石纳米复合材料很有潜力作为药物载体.     

累托石对亚甲基蓝吸附性能的研究

研究了累托石对于亚甲基蓝的吸附性能．结果表明，累托石对亚甲基蓝的最大吸附量可迭40．88mg/g，其吸附规律较好的符合Langmuir吸附等温式．累托石能较快的吸附亚甲基蓝，15min即可达到饱和．随着温度的升高，吸附率略有增加，但在常温下累托石也能有效吸附亚甲基蓝．随着pH值的增加，累托石对亚甲基蓝的吸附率增加．已饱和吸附的累托石在400℃高温下煅烧2h后仍能较好的吸附亚甲基蓝．     

氢氧化镁改性活性炭对酸性品红的吸附

为提高活性炭(GAC)的吸附性能,采用氢氧化镁对活性炭进行改性,制得经济高效的改性活性炭材料。利用扫描电镜、XRD对改性活性炭进行表征;通过实验确定改性活性炭的最佳制备条件:氯化镁浓度为1.0 mol·L~(-1),氢氧化钠浓度为0.5 mol·L~(-1),氢氧化钠浸泡活性炭的温度20℃;吸附酸性品红吸附时间为150 min时,改性活性炭对酸性品红的吸附量为6.16 mg·g~(-1),而原活性炭吸附量为4.12 mg·g~(-1);热力学吉布斯自由能ΔH~00和焓变ΔH~00,说明该吸附过程是吸热和自发进行的,同时考察了吸附时间、溶液pH值、吸附剂投加量和温度等因素对吸附效果的影响。     

累托石的钛交联合成（Ⅱ）

本文利用累托石中蒙皂石层间水化阳离子的可交换性，使四氯化钛在稀盐酸介质中分步水解生成的金属钛聚合阳离子与累托石进行阳离子交换反应，制得氧化钛交联累托石。并借助多种矿物分析方法对此产物进行研究，得出此交联产物可作为新的离子交换与吸附材料。     

氢氧化镁改性活性炭对酸性品红的吸附

为提高活性炭(GAC)的吸附性能,采用氢氧化镁对活性炭进行改性,制得经济高效的改性活性炭材料。利用扫描电镜、XRD对改性活性炭进行表征;通过实验确定改性活性炭的最佳制备条件:氯化镁浓度为1.0mol·L~(-1),氢氧化钠浓度为0.5 mol·L~(-1),氢氧化钠浸泡活性炭的温度20℃;吸附酸性品红吸附时间为150min时,改性活性炭对酸性品红的吸附量为6.16 mg·g~(-1),而原活性炭吸附量为4.12 mg·g~(-1);热力学吉布斯自由能ΔH~00和焓变ΔH~00,说明该吸附过程是吸热和自发进行的。同时考察了吸附时间、溶液pH值、吸附剂投加量和温度等因素对吸附效果的影响。     

新型石墨烯磁性复合材料的制备及其对水中亚甲基蓝的吸附去除

采用绿色、温和的方法合成了一种新型的磁性纳米复合材料(Fe3O4@PDA@RGO),并考察了其对水溶液中亚甲基蓝的吸附去除效果。多巴胺通过自聚合作用可以直接吸附到Fe3O4表面,其既是氧化石墨烯(GO)的还原剂,也是Fe3O4和还原态氧化石墨烯(RGO)组装的偶联剂。反应过程中无需热处理或加入其他有机试剂。利用透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、X衍射光谱(XRD)和拉曼光谱等技术对制备的磁性纳米复合材料进行了表征。结果表明,Fe3O4@PDA@RGO具有较强的磁性(37.8 emu·g-1),对亚甲基蓝有较高的吸附去除能力(98 mg·g-1)。Fe3O4@PDA@RGO对亚甲基蓝的吸附能力随着p H值的增大而增强,其吸附过程符合拟二级反应动力学方程和Langmuir吸附模型。Fe3O4@PDA@RGO作为吸附剂,其性质稳定,经磁性分离可重复利用10次以上。     

改性果胶磁性微球的制备及吸附性能研究

为了提高果胶磁性微球的分散性及成球性,采用油酸对磁性微球进行表面改性后,制备改性果胶磁性微球。通过红外光谱、扫描电镜、XRD和磁性分析等对样品进行表征。油酸和果胶在纳米四氧化三铁表面形成了良好的修饰层,且油酸的加入提高了果胶磁性微球的分散性及成球性。研究了改性果胶磁性微球用量和溶液pH值等对其吸附Cu(Ⅱ)性能的影响,考察了其吸附动力学和吸附等温线。25℃时,改性果胶磁性微球对Cu(Ⅱ)的吸附达平衡需要2 h,饱合吸附容量为52.36 mg/g,Freundlich模型和Langmuir模型可以较好的拟合实验结果,最大吸附量为119.05 mg·g~(-1)。     

新型磁性纳米金修饰过氧化氢生物传感器的研制

利用共沉淀法合成纳米Fe3O4颗粒,将半胱氨酸吸附到纳米Fe3O4微粒表面,借助半胱氨酸的巯基(-SH)对纳米金的强烈吸附,使纳米金自组装到磁性颗粒上,再通过静电吸附作用自组装辣根过氧化酶(HRP),合成了Fe3O4/Cys/Au/HRP纳米复合粒子,最后通过磁力将其修饰到固体石蜡碳糊电极表面,制得新型过氧化氢生物传感器.以对苯二酚作为电子媒介,用计时电流法对H2O2进行测定,线性范围为2.4 X10-3～6.0×10-6mol/L,检出限(S/N=3)为2.5 X 10-6mol/L,响应时间小于10 s.磁性纳米微粒Fe3O4/Cys/Au能够高效地保持HRP的生物活性.该新型传感器已用于实际样品测定.     

十六烷基三甲基溴化铵修饰P型沸石吸附水中直链烷基苯磺酸钠的研究

通过使用碱液对天然斜发沸石(Z)进行处理制得P型沸石(PZ), 再用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对Z和PZ进行修饰, 制得有机改性沸石ZC和PZC, 对比考察了ZC和PZC对直链烷基苯磺酸钠(LAS)的吸附性能. 实验结果表明, 制得的PZ硅/铝比为2, 比Z(4.85)降低58.8%; PZ的零净电荷点、 比表面积、 孔径和孔容均高于Z; 吸附平衡时间为4 h. 当pH=2时, ZC和PZC对LAS吸附量达到最高, 吸附数据符合Langmuir准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程, 饱和吸附量(q_m)分别为12.658和27.100 mg/g, 吸附过程主要为单分子层的化学吸附, PZC的吸附速率常数大于ZC, 具有更好的动力学性能.     

CdS-TiO2/累托石复合材料的制备及光催化性能

采用原位插层法制备了CdS-TiO2/累托石纳米复合材料. 以X射线粉未衍射、电镜、红外光谱、漫反射吸收光谱及液氮吸附比表面积测定等方法对其微结构和性能进行了分析与表征. 并以罗丹明B(RB)为模拟有机污染物, 对比研究了累托石、TiO2/累托石与CdS-TiO2/累托石的吸附和光催化性能. 结果表明, 与累托石相比, CdS-TiO2/累托石具有更复杂的多孔结构、更大的孔体积和比表面积以及更有效的光吸收能力; 该类复合材料表现出良好的吸附性能和光催化降解活性.