一种高岭土基多孔硅材料的制备及其对Ca2+和Mg2+的吸附

成功合成了一种高岭土基新型多孔硅材料（ASM）并以FTIR,XRD,FE-SEM和N₂吸附-脱附进行了系统的表征。ASM的制备过程涉及两步：SiO₃^2-提取和ASM的制备。SiO₃^2-提取的最优条件为煅烧温度为960℃,NaOH浓度为20%,反应温度为90℃,反应时间为90 min,在此条件下SiO₃^2-提取率为60.45%（w/w）。以此提取液为原材料,调整提取液中SiO₃^2-的浓度为12 g·L^-1,反应温度为90℃,反应时间为60 min,然后再搅拌2 h可制得ASM。以此ASM对Ca²⁺和Mg²⁺进行吸附研究,脱除率分别可达94.99%和62.32%。     

蒙脱土和高岭土对Pb2+的吸附

选择带结构负电荷的蒙脱土和带微量结构负电荷的高岭土,研究了其对Pb2+的吸附性能,并探讨了吸附机理。 研究表明,蒙脱土和高岭土吸附Pb2+的动力学曲线符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir方程。 Pb2+同时以内层络合和外层配合形式吸附,其相对量与pH值有关。 在pH值小于4和大于8的范围内,以内层配合物为主;而pH值在4～8范围内外层配合物比例增大。 Pb2+能进入蒙脱土的层间,而不能进入高岭土的层间;部分Pb2+可进入黏土颗粒的微孔中被固定。 蒙脱土对Pb2+的吸附能力和饱和吸附量明显高于高岭土。     

多孔壳聚糖接枝聚丙烯酸/钠基蒙脱土复合高吸水凝胶的制备及其对Pb2+的吸附

以十二烷基苯磺酸钠(SDS)胶束为孔模板,过硫酸铵(APS)引发,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)交联,壳聚糖(CS)与丙烯酸(AA)、钠基蒙脱土(Na-MMT)在水溶液中接枝共聚,成功制备了多孔壳聚糖接枝聚丙烯酸/钠基蒙脱土(CS-g-PAA/Na-MMT)复合高吸水凝胶,提出了SDS胶束致孔机理。扫描电子显微镜(SEM)分析表明,添加SDS的样品,凝胶表面出现多孔结构。通过考察SDS浓度对复合高吸水凝胶平衡吸水倍率和吸水速率的影响,发现当SDS浓度为1.5 mmol/L时,复合凝胶在蒸馏水和生理盐水中的平衡吸水倍率相对于空白样分别提高53.9%和35.3%,初始溶胀速率常数K_is也由空白样的1.2652 g/(g·s) 提高到5.1680 g/(g·s)。多孔结构也使复合凝胶对Pb²⁺的吸附速率加快,在10 min内即可达到饱和吸附量的95%,30 min完全达到吸附平衡。     

柱芳烃基多孔聚合物的制备及其吸附性能

将柱[5]芳烃与1,3,5-三乙炔苯(TEB)通过Sonogashira偶联反应制备了一类新型多孔有机聚合物P[5]-TEB,进而通过脱甲基反应对其进行改性得到多羟基的多孔聚合物P[5]OH-TEB,对二者的物理化学性质和吸附性能进行研究。 氮吸附测试表明,羟基的引入使P[5]OH-TEB的比表面积变大,同时引入微孔结构。 染料吸附实验表明,两聚合物对亚甲基蓝吸附过程符合Langmuir模型,P[5]OH-TEB对亚甲基蓝有更大的吸附量;吸附动力学试验表明,吸附过程更符合拟二级动力学模型,属于化学吸附过程,改性之后P[5]OH-TEB有更快的吸附速率;选择性吸附实验表明,羟基引入聚合物后聚合物对阳离子染料的吸附性能提升,对阴离子染料的吸附效果变差。     

一种高岭土基多孔硅材料的制备及其对Ca~(2+)和Mg~(2+)的吸附（英文）

成功合成了一种高岭土基新型多孔硅材料(ASM)并以FTIR,XRD,FE-SEM和N2吸附-脱附进行了系统的表征。ASM的制备过程涉及两步:SiO_3~(2-)提取和ASM的制备。SiO_3~(2-)提取的最优条件为煅烧温度为960℃,Na OH浓度为20%,反应温度为90℃,反应时间为90 min,在此条件下SiO_3~(2-)提取率为60.45%(w/w)。以此提取液为原材料,调整提取液中SiO_3~(2-)的浓度为12 g·L-1,反应温度为90℃,反应时间为60 min,然后再搅拌2 h可制得ASM。以此ASM对Ca~(2+)和Mg~(2+)进行吸附研究,脱除率分别可达94.99%和62.32%。     

氨基修饰介孔SiO2的合成及对其对Hg2+、 Ni2+和Mn2+的吸附

利用介孔SiO₂微球（MSM）作为基底,对其表面进行氨基修饰,合成了氨基修饰介孔SiO₂微球（MSM/NH₂）,其结构和性能经TEM, XRD和元素分析表征。结果表明：MSM/NH₂ 1.0［3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）用量为1.0 mL］对Hg²⁺、 Ni²⁺和Mn²⁺的5次循环吸附效率的平均值均超过92.0%。     

核桃青皮制备高含氧量多孔炭及其对Ni2+的吸附性能

以核桃青皮为原料, 先用水热法制备其炭前驱体, 然后以不同的温度活化得到生物质炭(HBC_x). 采用扫描电子显微镜(SEM)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 氮气吸附-脱附仪(BET)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对HBC_x进行了表征, 并考察其对废水中高浓度和低浓度Ni²⁺的吸附性能. SEM和BET表征结果表明, 大量的大孔(约2 μm)均匀地分布在HBC_x上, 其具有分级多孔结构, 当活化温度为800 ℃, 所得HBC₈₀₀的比表面积为 94 m²/g, 平均孔径为4.07 nm; 炭材料表面含氧和含氮官能团丰富, 氧含量(摩尔分数)高达21.24%, 可与Ni²⁺发生离子交换或共沉淀, 这些基团有利于吸附过程的进行. 所制备的多孔炭对废液中低浓度的Ni²⁺去除率接近100%, 表现出优异的吸附性能. Langmuir等温模型能很好地描述了HBC_x对Ni²⁺的吸附过程, 为单分子层吸附, HBC₈₀₀对Ni²⁺的最大理论吸附量高达127.39 mg/g. 拟二级吸附动力学模型可以更好地反映吸附过程, 吸附速率主要由化学吸附所控制. 固定床动态吸附结果表明该材料有优异的工业应用前景.     

活性炭电极的改性及对Co2+,Mn2+和Ni2+的电吸附性能

以商用活性炭(AC)为原料,分别采用磷酸和氢氧化钠改性的方法制备了两种不同的改性活性炭电极材料.采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、 Brunauer-Emmett-Teller(BET)测试、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段以及电化学分析方法,对改性前后活性炭材料的表面性质和电化学性能进行了探究.结果表明, H3PO4改性使活性炭的孔隙分布更加密集, NaOH改性使活性炭表面的孔隙结构更加清晰均匀; H₃PO₄和NaOH改性均使活性炭的比表面积增加.循环伏安测试结果表明,改性前后活性炭电极在低扫描速率下均具备良好的双电层特性,并且两种改性处理均能提高活性炭电极的比电容;当扫描速率为5 mV/s时,未改性、 H₃PO₄以及NaOH改性活性炭电极的比电容分别为36.51, 77.25和85.19 F/g.电吸附实验结果证明,两种改性活性炭电极对Co²⁺, Mn²⁺和Ni²⁺均有较好的去...     

稻壳制备多孔炭对肌酐的吸附

研究了具有高比表面积稻壳基多孔炭(简称RHC)对人体内代谢产物肌酐(简称CR)的吸附, 将采用氢氧化钠活化稻壳制备的四种多孔炭和二种商业活性炭对肌酐的吸附进行了对比, 同时考察了盐酸、硝酸和双氧水对多孔炭进行表面处理及其经过高温处理(800 ℃)后对肌酐的吸附. 结果表明稻壳基多孔炭对肌酐的吸附超过商业炭,经过表面处理后多孔炭的吸附能力增强, 无氧化性盐酸处理后的多孔炭对肌酐的吸附量最大, 氧化性最强的硝酸处理后的多孔炭对肌酐的吸附量最小, 双氧水居中, 高温处理后的多孔炭吸附能力有所降低. 实验证实了多孔炭对CR的吸附符合Freundlich方程.     

端基改性碳纳米管膜分离Li+/Mg2+的分子动力学模拟

通过向"扶手椅"型(10,10)碳纳米管一端添加不同数量的COO-和NH+3修饰基团建立连续的碳纳米管膜模型,利用分子动力学模拟的方法研究了80 MPa水压力下Li+和Mg2+在膜中的通量和密度分布并计算了两种离子进入修饰碳纳米管的平均力势。结果表明,恰当的修饰基团添加使(10,10)碳纳米管能够有效分离Li+和Mg2+。带电基团与离子间静电作用力所产生的束缚和排斥作用使离子在纳米管内通量下降,Mg2+在修饰纳米管中的通量均为0,添加8个COO-以及4个NH+3基团均能完全阻挡两离子通过,在添加1个COO-和1个NH+3基团的情况下,Li+通量达到最大,具有最佳分离效果。因此,添加特定带电修饰基团可有效改善较大直径碳纳米管膜对Li+和Mg2+的分离性能,修饰基团电荷性质和数量对分离效果影响很大。     

高岭土煅烧制白炭黑

白炭黑是一种外观白色透明,质轻,似绒毛状蓬松粉末的非晶质二氧化硅,工业上广泛用作补强剂、白色颜料、触变促进剂和稳定剂等．采用加热酸溶处理高岭土时,酸能溶解高岭石结构内的铝质,其硅质组分便以二氧化硅形式保留下来．使用稀硫酸、盐酸加热溶解精制高岭土,可得到纯度较高的白炭黑［１］．高岭土经预先焙烧以增强其酸溶反应活性后,便可用盐酸进行浸取［２］．高岭土的酸溶转化面临的一个问题是,以锐钛矿为主要存在形式的钛矿物能否被酸溶解．我们在研究劣质高岭土时,发现其中的钛矿物对稀硫酸、盐酸的酸溶反应都很稳定,最后累…     

K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)对胜利褐煤平衡复吸水的影响

以胜利褐煤为研究对象,利用FT-IR等手段,用灰分、不同湿度下的平衡复吸水含量等,系统研究了不同相对湿度下K+、Na+、Ca2+、Mg2+的水合作用对胜利褐煤平衡复吸水含量的影响。结果表明,相同浓度不同类型的金属离子与煤样的交换能力的趋势为Ca2+Na+K+Mg2+。金属离子对胜利褐煤平衡复吸水含量影响力的顺序为Mg2+Ca2+Na+≈K+。相对湿度高时,平衡复吸水含量的主要控制因素为游离水分子之间的分子作用力;相对湿度中等时,平衡复吸水含量的主要控制因素为金属水簇与毛细管之间的毛细管作用力;相对湿度低时,平衡复吸水含量的主要控制因素为金属离子的水合作用。     

二氧化硅和硅酸盐对细胞内游离Ca2+和Mg2+浓度的影响

本文研究了不同形态二氧化硅和硅酸盐对细胞内游离Ｃａ＾２＋浓度［Ｃａ＾２＋］ｉ）及游离Ｍｇ＾２＋浓度［Ｍｇ＾２＋］ｉ的影响。结果表明：硅溶胶，聚硅酸，不同硅原子数的固态多酸盐及固态二氧化硅都能使［Ｃａ＾２＋］ｉ和［Ｍｇ＾２＋］ｉ升高。     

土壤颗粒表面电场作用下固-液界面Mg2+-K+与Ca2+-K+交换动力学的比较研究

通过恒流法研究了不同表面电场作用下Mg2+、Ca2+吸附动力学. 结果发现: (1)实验初期阶段是强静电力作用下的零级动力学过程和一定反应时间后的弱静电力作用下的一级动力学过程, 且零级速率过程和一级速率过程之间存在明显的转折点; (2)不同电解质构成中Ca2+的吸附速率明显快于Mg2+的, 平衡吸附量也大于Mg2+的, 且Ca2+在土壤颗粒表面的覆盖度比Mg2+在土壤颗粒表面的覆盖度高; (3)离子的相对有效电荷系数与土壤颗粒表面电场作用的不同是各体系中Ca2+、Mg2+吸附动力学有差别的根本原因; (4)根据离子吸附的理论模型可以分别计算出速率系数、平衡吸附量、离子在土壤颗粒表面的覆盖度以及固定液的体积, 这些参数可以定量评估土壤颗粒表面电场对离子吸附动力学的影响.     

The binding of Ca2+ and Mg2+ to human serium albumin: A calorimetric study

The binding of calcium and magnesium to human serum albumin has been studied in the pH region 2.5–8.0 by a calorimetric procedure. Both metal ions bind to the carboxylate groups of albumin. 36 and 44 carboxylate groups appear to be involved in the binding of Ca²⁺ and Mg²⁺, respectively. Based on previously reported results that twelve Ca²⁺ ions are the maximum which can bind to albumin, the results given here support previous X-ray crystallographic evidence that three carboxylate groups can be involved in the binding of a Ca²⁺ by a protein. The data also confirm that Ca²⁺ and Mg²⁺ binding is competitive. Binding of the cations to the carboxylate groups appears to involve the breaking of carboxylate-imidazole hydrogen bonds in the protein. Log K, ΔH and ΔS values obtained for the binding of metal ions to albumin in aqueous solution at 25°C are 2.72 ± 0.02, 0.0 ± 0.1 kcal/mole, and 12.4 ± 0.3 cal/mole K for Ca²⁺ and 1.12 ± 0.05, ?0.2 ± 0.1 kcal/mole, and 4.5 ± 0.3 cal/mole K for Mg²⁺, respectively.     

果胶改性硅胶复合材料的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

以废弃柚子皮中提取的果胶改性硅胶表面,制备出新型的果胶改性硅胶复合材料——P-硅胶,研究了P-硅胶对水中亚甲基蓝染料的吸附性能。利用红外光谱对材料进行表征,并通过分光光度法考察了用量、p H值、吸附时间、温度及实际水样对P-硅胶吸附亚甲基蓝性能的影响。硅胶经果胶改性后,其对亚甲基蓝的吸附容量由31.6 mg·g-1增至41.7 mg·g-1,吸附性能明显提高;P-硅胶对亚甲基蓝的吸附容量随着p H值、温度的升高而增大,碱性条件有利于吸附。结果显示:当p H 7.0,P-硅胶用量为5 mg,吸附时间为2 h,吸附温度为50℃时,制备出的P-硅胶对亚甲基蓝染料溶液的吸附容量最大可达59.2 mg·g-1。动力学研究显示,P-硅胶对亚甲基蓝的吸附能够在120 min内迅速达平衡,吸附行为符合准二级动力学方程,表明该吸附过程以化学吸附为主。吸附等温线研究表明,与Freundlich模型相比,实验数据拟合更符合Langmuir吸附等温模型。P-硅胶对环境水样中亚甲基蓝的去除率可达90%以上。     

表面高巯基功能化介孔材料的制备及对Hg~(2+)的吸附性能

在酸性条件下,以三嵌段非离子表面活性剂P123为模板剂,四氧基硅烷(TEOS)预水解后与3-巯基丙基三乙基硅(MPTES)共聚,合成了具有不同巯基官能团比例x[n(MPTES)/n(TEOS+MPTES)]的功能化介孔材料(SBA-SH-x),其结构和性能经FT-IR,元素分析,SEM,TEM,小角X-ray和N2吸附-脱附表征。结果表明:x10%,SBA-SH-x为六方p6mm介观结构;10%x15%,SBA-SH-x为立方Ia3d介孔结构;x20%,SBA-SH-x为无序结构。SBA-SH-x在水溶液中吸附Hg2+的研究结果表明:SBA-SH-10和SBA-SH-15对Hg~(2+)吸附性能较好。     

Effect of ionic charge on energy contributions to the interaction of an ion with a polar molecule: ab initio calculations for M⋯H2O (M = Mg,Mg+, Mg2+, Ca,Ca+, Ca2+)

For M?H₂O (M = Mg, Mg⁺, Mg²⁺, Ca, Ca⁺, Ca²⁺) various energy contributions (first-order, induction and charge-transfer, dispersion) are compared. Near the minimum, stability due to the first-order energy decreases and that due to dispersion increases from M²⁺ to M⁰. For M²⁺, dispersion represents only 1–7% of the total energy; it may reach 25% with M⁺ and is largely responsible for stability of the neutral complex.     

Polythermal Study of the Systems M(ClO4)2-H2O (M2+ = Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+)

The solubility polytherms in the systems for which the cryoscopic data are lacking were measured. The structural models of the electrolyte solutions were discussed on the basis of the solubility polytherms.__________Translated from Zhurnal Prikladnoi Khimii, Vol. 78, No. 3, 2005, pp. 413–417.Original Russian Text Copyright © 2005 by Pestova, Myund, Khripun, Prigaro.