光波导分光光谱技术研究染料分子在玻璃表面的吸附特性

光波导分光光谱技术利用光波导表面的消逝场敏感地测定有色物质亚单分子吸附层的偏振吸收光谱, 非常适合于研究染料、颜料、荧光分子、量子点、金属纳米粒子、带色基的蛋白质等在固/液界面的吸附行为. 本文使用宽频带卤钨灯、棱镜耦合的薄膜玻璃光波导和基于电荷耦合器件(CCD)的光谱分析仪设计制作了具有时间分辨本领的光波导分光光谱装置, 并利用该装置实时监测了罗丹明6G(R6G)和亚甲基蓝(MB)在玻璃表面的吸附特性. 通过比较在横电(TE)和横磁(TM)偏振模式下的吸收光谱, 发现R6G主要以二聚体和单体的形式吸附在玻璃表面, 而MB主要以多聚体的形式吸附在玻璃表面, 并分别估算了它们的平均取向角.     

超细粉煤灰吸附亚甲基蓝的机理研究

以西安西郊热电厂粉煤灰(XFA),西安灞桥热电厂粉煤灰(BFA)和陕西渭河电厂粉煤灰(WFA)为原料,球磨后经旋风分级再用布袋收集逸出物分别得到超细粉煤灰XUFA、BUFA和WUFA。研究了超细粉煤灰对亚甲基蓝的吸附动力学、热力学以及pH值对吸附的影响。结果表明,超细粉煤灰对亚甲基蓝的吸附性能明显好于原粉煤灰。超细粉煤灰对亚甲基蓝的吸附性能按顺序为WUFA>XUFA>BUFA。粉煤灰颗粒粒度、比表面积和活性组分(SiO2 Al2O3)含量是影响粉煤灰吸附性能的主要因素。WUFA对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir吸附等温式,而XUFA和BUFA对亚甲基蓝的吸附符合Freundlich吸附等温式。超细粉煤灰对亚甲基蓝的吸附均符合二级吸附动力学模型,吸附过程由颗粒内扩散过程控制。当溶液pH由2增加到8时,超细粉煤灰吸附量增加,后随pH值增加,吸附量略有下降。     

腐殖酸自水溶液中吸附亚甲基蓝的热力学与机理研究

腐殖酸是自然界植物残体经腐解后的产物 ,为一种复杂的天然大分子有机质 ,分子内主要含有羰基、羧基、醇羟基、酚羟基等多种活性官能团 ,因此它具有弱酸性、亲水性、吸附性和络合性 ,能够与许多有机、无机物发生相互作用。腐殖酸能作为水处理过程中的吸附剂 ,研究它对水中各类污染物的吸附规律和机理是十分有意义的。赵振国等[1～ 3] 运用吸附过程的ΔＧ 、ΔＨ 、ΔＳ 等热力学函数的变化来探讨吸附机理 ,得出了一些有意义的结论。我们将这一方法应用到水溶液体系中 ,探讨在不同吸附条件下各吸附热力学函数的变化 ,以期对吸附过程有更进一…     

亚甲基蓝共振光谱散射法测定脱氧核糖核酸

基于脱氧核糖核酸（ＤＮＡ）对有机染料亚甲基蓝的共振光散射的增强效应,拟定了一种测定了ＤＮＡ的共振光散射法。在ＰＨ５．５－７．５范围内,亚甲基蓝在３５０ｎｍ处的共振光散射增强有度呈线性关系,线性范围为２００－１４００μｇ／Ｌ,检出限可达１５μｇ／Ｌ。该方法简便,快速,用于合成样品中ＤＮＡ的测定,结果令人满意。     

改性埃洛石材料的制备及其对亚甲基蓝吸附行为的研究

使用硅烷偶联剂KH550改性埃洛石纳米管获得改性材料HNTs-APTS,并对其吸附亚甲基蓝的行为进行研究。利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、X-衍射仪(XRD)对改性前后的埃洛石进行表征。考察了吸附时间和温度对吸附过程的影响,并采用Lagrange准二级动力学方程、Langmuir等温线方程及Freundlich等温线方程对实验数据进行拟合。结果表明,KH550成功负载到埃洛石表面;改性后材料的吸附能力大大提高。改性埃洛石对亚甲基蓝的吸附约在60 min达平衡,最大吸附容量为21.66 mg/g。其吸附过程符合准二级动力学方程,热力学较好地符合Langmuir等温线方程,且吸附过程为自发吸热,升高温度有利于吸附的进行。改性材料可重复再生6次,具有良好的再生性能,可在工业处理亚甲基蓝废水中使用。     

碱活化高岭土对亚甲基蓝的吸附研究

本研究通过碱活化的方法对天然高岭土进行改性,制备高岭土基吸附剂,通过静态吸附实验考察了其对亚甲基蓝的吸附行为。实验结果表明:与天然高岭土相比,碱活化高岭土的结构发生了明显改变,进而影响了其吸附亚甲基蓝的性能。该吸附过程可以用伪二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型来描述。由吸附热力学可知,该吸附过程可以自发的进行且为吸热过程。     

NaOH改性稻壳对亚甲基蓝的吸附性能研究

采用NaOH改性稻壳为吸附剂,探究稻壳在不同条件下对亚甲基蓝的吸附性能.同时利用比表面积测定、扫描电镜、红外光谱等表征手段对改性前后的吸附剂进行物化特性、样品形貌等分析.结果 表明,采用4 wt.％NaOH改性稻壳,亚甲基蓝溶液的初始浓度为80 mg·L-1、pH为6.0、温度为25℃、震荡时间为12 h、吸附剂用量为...     

玻璃硅烷化处理对罗丹明6G和亚甲基蓝吸附行为的影响

利用六甲基二硅烷胺对平面玻璃光波导(高折射率透明导光薄膜介质)进行硅烷化处理, 得到水接触角大于90°的疏水表面. 然后使用时间分辨光波导分光光谱技术研究水溶液中的罗丹明6G (R6G)和亚甲基蓝(MB)分子在疏水玻璃表面的吸附行为, 并与亲水玻璃条件下测得的结果进行对比. 对利用疏水玻璃光波导测得的R6G的吸附-脱附动力学曲线进行Langmuir拟合得到了R6G的吸附速率常数, 脱附速率常数以及吸附自由能. 并且发现与亲水玻璃情况相比, 吸附速率常数增大, 脱附速率常数减小, 吸附自由能更负. 在疏水玻璃表面形成的R6G和MB吸附层的吸光度与亲水玻璃情况相比显著升高, 表明这两种分子更倾向于吸附在疏水玻璃表面. 实验结果还发现玻璃硅烷化处理能够有效抑制这两种染料分子在表面的聚合反应.     

氧化石墨烯吸附亚甲基蓝的分子动力学模拟

采用分子动力学方法研究了亚甲基蓝在不同氧化度的氧化石墨烯表面的吸附行为及其动力学性质, 从微观角度讨论了亚甲基蓝由体相到氧化石墨烯表面的吸附过程及主要作用机制, 并通过亚甲基蓝分子动力学性质解释了氧化石墨烯的氧化度和含氧官能团类型对吸附行为的影响. 结果表明, 吸附过程中, 亚甲基蓝主要受氧化石墨烯表面含氧官能团的静电作用, 以近似垂直氧化石墨烯表面的方向进入, 并以平行的方式吸附于氧化石墨烯表面; 亚甲基蓝不易脱离高氧化度氧化石墨烯的吸附位点; 吸附平衡过程中, 相对于低氧化度的氧化石墨烯, 高氧化度氧化石墨烯对亚甲基蓝的束缚性更强, 同时与亚甲基蓝间相互作用更强; 含氧官能团中的环氧基与亚甲基蓝间的作用势能更强, 且羟基能够与亚甲基蓝间形成氢键结构, 共同保障了亚甲基蓝吸附层的稳定性.     

硫辛酸修饰钛酸纳米管吸附亚甲基蓝的性能

在水热法制备钛酸纳米管（Titanate nanotubes,TNTs）的基础上,再通过浸渍法将硫辛酸（Lipoic acid,LA）修饰到钛酸纳米管上,得到硫辛酸修饰的钛酸纳米管（TNTs-LA）。通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、X光电子能谱仪（XPS）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）等仪器对材料进行表征,并以亚甲基蓝（MB）的吸附实验评价其吸附性能。结果表明,TNTs-LA对MB的吸附主要集中于前30 min,60 min可达吸附平衡。MB的去除与溶液p H值有关,且符合二级反应动力学方程,吸附过程是一个多种机制共同作用的结果。Langmuir等温模型拟合得出TNTs-LA对MB的最大吸附量为216.98 mg/g,有较高的吸附能力。     

时间分辨光谱技术研究亚甲基蓝与小牛胸腺DNA的相互作用

采用时间分辨光谱技术研究了亚甲蓝与小牛胸腺DNA（MB-ctDNA）重水混合体系中MB敏化单态氧（1O2）动力学过程,以此进一步探讨MB与DNA的相互作用。结果表明显示,低浓度ctDNA和高浓度ctDNA的单态氧磷光动力学曲线有着明显不同,这些差异被归结为MB与DNA间结合方式和作用机制的改变。在低浓度ctDNA条件下,MB分子和ctDNA之间形成离子型结合物,MB的吸收带出现显著的减色效应,敏化1O2产量随DNA浓度增加而急剧下降,但ctDNA与1O2没有发生明显的相互作用;而在高浓度DNA时,MB分子和ctDNA之间的相互作用方式转变为以嵌入式结合为主,激发态MB与ctDNA间的能量转移和介质的粘度效应,改变了1O2的动力学特性,大大降低了光敏剂MB敏化1O2的产量,但1O2不为ctDNA所猝灭。这些结果阐明,在MB与DNA的混合体系中,敏化单态氧损坏DNA的Ⅱ型反应不是主要的PDT作用机制。     

用吸收光谱法研究亚甲蓝在表面活性剂存在时的聚合状态

应用紫外－可见吸收光谱研究了光敏试剂亚甲蓝在溶液中的聚合状态及其与表面活性剂之间的关系。当添加阴离子表面活性剂的浓度于其临界胶束浓度时，亚甲蓝二聚体的比例将出现一极大值；用环己烷剂萃取后，测得亚甲蓝二聚体的吸收光谱，其最大吸收波长位于６０４ｎｍ。     

亚甲基蓝在云母表面吸附状态的研究

利用XPS测定吸附前后亚甲基蓝（MB）各原子的电子结合能的变化,以判断原子化学环境的改变,从而确定MB在云母表面的吸附位点是二甲胺基上的氮原子.通过AFM测量得到吸附于云母表面的MB分子的平均高度为0.820 nm,这证实了Hähner吸附模型的正确性,即MB分子的最大横截面以65～70°倾斜在云母的（001）表面上.     

Hidden Relaxation Channels in Aqueous Methylene Blue after Functionalization of Graphene Oxide Probed by Transient Absorption Spectroscopy

The mixture of graphene oxide (GO) and dye molecules may provide some new applications due to unique electronic, optical, and structural properties. Methylene blue (MB), a typical anionic dye, can attach on GO via π-π stacking and electrostatic interaction, and the molecule removal process on GO has been observed. However, it remains unclear about the ultrafast carrier dynamics and the internal energy transfer pathways of the system which is composed of GO and MB. We have employed ultrafast optical pump-probe spectroscopy to investigate the excited dynamics of the GO-MB system dispersed in water by exciting the samples at 400 nm pump pulse. The pristine MB and GO dynamics are also analyzed in t_andem for a direct comparison. Utilizing the global analysis to fit the measured signal via a sequential model, five lifetimes are acquired:(0.61±0.01) ps, (3.52±0.04) ps, (14.1±0.3) ps, (84±2) ps, and (3.66±0.08) ns. The ultrafast dynamics corresponding to these lifetimes was analyzed and the new relaxation processes were found in the GO-MB system, compared with the pristine MB. The results reveal that the functionalization of GO can alter the known decay pathways of MB via the energy transfer from GO to MB in system, the increased intermediate state, and the promoted energy transfer from triplet state MB to ground state oxygen molecules dissolved in aqueous sample.     

Competitive Adsorption of Methylene Blue and Rhodamine B on Natural Zeolite: Thermodynamic and Kinetic Studies

A batch system was applied to study the adsorption behavior of methylene blue (MB) and rhodamine B (RB) in single and binary component systems on natural zeolite. In the single component systems, the zeolite presents higher adsorption capacity for MB than RB with the maximal adsorption capacity of 7.95×10^?5 and 1.26×10^?5 mol/g at 55°C for MB and RB, respectively. Kinetic studies indicated that the adsorption followed pseudo‐second‐ order kinetics and could be described by a two‐step diffusion process. For the single component systems, the adsorption isotherm could be fitted by the Langmuir model. In the binary component system, MB and RB exhibit competitive adsorption on the zeolite. The adsorption is approximately reduced to 50% and 60% of single component adsorption systems of MB and RB, respectively at an initial concentration of 6×10^?6 mol·L^?1 at 25°C. In the binary component system, kinetic and adsorption isotherm studies demonstrate that the experimental data are following pseudo‐second‐order kinetics and Langmuir isotherm and kinetic data are fairly described by a two‐step diffusion model. Effect of solution pH on adsorption of MB and RB in both single and binary component systems was studied and the results were described by electrostatic interactions.     

Modeling and Thermodynamics of Methylene Blue and Acid Blue 80 Adsorption onto Potato Residue Based Activated Carbon

A study was made on the adsorption kinetics and thermodynamics of methylene blue(MB) and acid blue 80(AB80) onto powder of activated carbon(PAC) prepared by chemical method from dry potato residue(DPR). The PAC was characterized by N₂ adsorption-desorption isotherms analysis and scanning electron microscopy. The ma- ximum adsorption capacities of PAC for MB and AB80 at 303 K are 532.19 and 156.22 mg/g, respectively. The results indicate that the adsorption kinetics of the selected dyes on PAC is well-described by the pseudo-second order model. And their thermodynamic data were analyzed via the isotherms of Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson, Toth and Sips, and the thermodynamic parameters were calculated. The results show that PAC is a fast and effective adsorbent for removing the cationic dyes from aqueous solutions.     

可再生纤维素/环糊精聚合物对水中亚甲基蓝吸附行为

利用甘蔗渣提取纤维素修饰环糊精聚合物,成功制备可再生纤维素/环糊精聚合物（SUG-EPI-CDP）吸附剂。采用傅利叶红外光谱仪（FT-IR）与热重分析仪（TGA）对材料进行表征,同时考察了该材料对水中亚甲基蓝（MB）吸附特性和机理的影响。结果表明：在溶液pH值为7、温度为30 ℃的条件下,SUG-EPI-CDP可在120 min内有效去除MB,去除率达80.9%。通过模型拟合发现,SUG-EPI-CDP对MB的吸附是自发且吸热的过程,符合准二阶动力学方程和Langmuir等温线模型。该吸附剂实验最大吸附量达8.1 mg/g,远高于其他废料所制备的吸附剂。结果表明,利用可再生纤维素修饰可有效提高环糊精聚合物的吸附性能,同时为甘蔗渣资源化利用提供了新途径。