基于光谱学分析探讨磷的释放促进酿酒酵母菌生物矿化铀的研究

磷作为生物体必需的化学元素之一,在微生物矿化铀的过程中发挥重要作用。以酿酒酵母菌为吸附剂,利用等离子体发射光谱仪和等离子体发射光谱-质谱仪考察了铀酰离子、pH值和磷的释放在生物吸附铀过程中的相互作用和影响;结合光谱学和介观分析手段探讨了酿酒酵母菌与铀作用过程中生物体释放磷的行为与铀生物矿化的关系,进而推测出酿酒酵母菌生物矿化铀的机理。结果表明：酿酒酵母菌可以有效去除水体的U(Ⅵ),且生物体在与U(Ⅵ)作用过程中释放的磷有效促进了酿酒酵母菌生物矿化铀。在溶液初始pH 3.0时,酿酒酵母菌对U(Ⅵ)的去除效果最好;随着吸附体系中U(Ⅵ)浓度的降低,溶液pH值升高,磷的消耗量增大,说明溶液中的H+和酿酒酵母菌释放的磷参与了酿酒酵母菌去除U(Ⅵ)的过程。酿酒酵母菌对U(Ⅵ)的吸附不受反应温度的影响,是自发的、吸热行为。通过FTIR,SEM,XPS和XRD测试分析,推测酿酒酵母菌生物矿化铀的机理为：最初在静电引力作用下,U(Ⅵ)被迅速吸附到酿酒酵母菌细胞表面,随后以配位的形式被菌体表面的磷酸盐、羟基和酰胺等官能团络合;溶液中的H+和酿酒酵母菌释放的无机磷酸盐可作为菌体与U(Ⅵ)结合的沉淀配体,继续矿化形成鳞片状的晶体物质H₂(UO₂)₂(PO₄)₂·8H₂O而被固定在酿酒酵母菌细胞外表面。此外,还有少量的U(Ⅵ)被菌体释放的物质还原成U(Ⅳ)形成CaU(PO₄)₂沉降下来。综上所述,磷是引起酿酒酵母菌生物矿化铀的主要功能元素。开展磷参与的铀的生物矿化机制研究对于铀污染的生物原位修复和深入理解放射性核素铀在自然界中的活化和固定化具有重要的意义。     

耐辐射奇球菌对放射性核素铀的吸附行为研究

采用耐辐射奇球菌活体为生物吸附剂,进行了对水溶液中放射性核素铀的批量吸附实验。主要研究了溶液pH、初始铀浓度对吸附放射性核素铀效果的影响,并通过红外光谱(FTIR)和扫描电镜/能谱仪(SEM/EDS)等手段分析了其吸附机理。结果表明：在pH 5,c₀=100 mg·L-1时其吸附效果最佳,而最大饱和吸附量q_max为240 mgU·g-1。结合扫描电镜与能谱分析结果认为,耐辐射奇球菌表面附着了大量的含铀片状结晶物,并且其吸附过程主要以离子交换或表面络合的方式吸附铀。比较吸附铀前后菌体红外光谱图和红外分峰图发现,耐辐射奇球菌吸附铀后的整体谱形有了一定的变化,特别是蛋白质中酰胺基团、羟基、羧基以及磷酸基团等活性基团可能参与了吸附过程,并且在906 cm-1处出现了一个新的峰,此峰为UO2+₂的伸缩振动峰。可见,利用具有抗辐射特性的耐辐射奇球菌为生物吸附剂,以期在放射性环境中对放射性核素铀的吸附具有一定的潜在途径。     

粘红酵母对铀的吸附研究

研究了粘红酵母对水溶液中铀的吸附行为,发现其吸附铀的最佳pH值为6～7,最大吸附量为149.4 mgU·g-1,其吸附等温线和Langmuir吸附等温方程符合较好,相关系数R-2达到0.99;比较吸附铀前后牯红酵母的红外光谱图发现,吸附过铀的菌体的红外光谱在904cm-1处出现了一个新的峰,此峰为UO2的伸缩振动峰,说明粘红酵母确实对铀发生了吸附作用.此外,氨基或羟基的伸缩振动峰由3 309移至3 287cm-1,细胞壁中碳水化合物或醇中C-O键伸缩振动发生位移,由1 068移至1 080cm-1,说明这些基团可能参与了吸附过程;蛋白质的特征吸收峰(1 653,1 540,1 237cm-1)在吸附前后基本无明显变化,表明粘红酵母的主要成分及结构仍保持完整.吸附后的菌体利用0.1 mol·L-1的NaHCO3处理后可解吸出其中96%的铀,可见该菌在铀矿废水处理方面具有广阔的应用前景.     

FT-IR、XPS和DFT研究乙酰氧肟酸钠在针铁矿或赤铁矿表面的吸附机理

采用FT-IR、X射线光电子能谱以及基于周期平面波的DFT方法分别研究了乙酰氧肟酸钠(aHA)在针铁矿或赤铁矿表面上的吸附结构,并将计算得到的光电子能谱移动和电荷转移实验得到的XPS结果进行对比.红外结果显示aHA可能以五元环螯合物形式吸附于针铁矿或赤铁矿表面,DFT计算结果表明aHA中氧肟酸基团的两个氧原子与针铁矿(101)或(100)表面上的一个铁原子形成五元环结构,同时氧肟酸基团中的两个氧还相应的与针铁矿表面邻近两个铁原子成键,但氧肟酸基团中的两个氧原子却只与赤铁矿(001)表面上的一个铁原子形成五元环结构.对于针铁矿(101)、(100)和赤铁矿(001)表面上吸附位点对应的铁原子,计算得到的光电子能谱移动与实验得到的光电子能谱移动基本相等,说明了计算结果的可靠性和所得吸附结构的合理性.     

红外光谱法研究低温焚烧稻壳灰对Cr(Ⅵ)的吸附机理

采用Boehm滴定法量化了低温焚烧稻壳灰表面官能团,考察了溶液初始pH值和温度对吸附效能的影响,借助动力学方程和吸附等温线,研究了稻壳灰对Cr(Ⅵ)的吸附性能,利用红外图谱、扫描电镜表征了稻壳灰的表面形貌和吸附机理。结果表明：在pH值为5时,稻壳灰对Cr(Ⅵ)取得最优去除效果,吸附前后溶液pH值变化很小。稻壳灰对Cr(Ⅵ)有较强的去除能力,对于20 mg·L-1的Cr(Ⅵ)溶液,最高去除率能达到95%左右,达到《污水综合排放标准GB8978—1996》1～2级标准。吸附过程能更好地符合准二级反应动力学方程和Langmuir等温线方程,饱和吸附容量可达3.277 6 mg·g-1。红外光谱表明酰胺Ⅱ带、Si—O—Si、O—Si—O等在Cr(Ⅵ)吸附过程中可能有重要贡献。扫描电镜图片表明吸附Cr(Ⅵ)后,稻壳灰表面分布有众多的光亮沉积物,有条带状或不规则点斑出现,推测无机微沉淀和氧化还原机理在吸附过程中起重要作用。稻壳灰是一种价格低廉、有应用潜力的高效吸附剂,可以用于水体重金属污染的治理修复。     

二氧化硅吸附铝离子的X射线光电子能谱(XPS)表征

用X射线光电子能谱技术研究了不同pH条件下二氧化硅对铝离子的吸附作用。在pH分别为3.74、4.25和4.88条件下,吸附在二氧化硅表面的铝离子的Al2p电子结合能依次为74.30、74.90、75.10eV。根据Al3 在水溶液中的一级水解常数pK1=4.99,认为在pH=3.74条件下,吸附在二氧化硅表面的铝离子的形态为Al3 ,而在其余两种pH条件下表面铝离子的形态为Al(OH)2 。     

FTIR,XPS和SEM研究含多胺基锚固基团分散剂在丙炔噁草酮颗粒表面的吸附性能

可分散油悬浮剂作为一种环境友好农药剂型,近年来得到快速发展。但由于稳定机理研究相对薄弱以及精准、量化、微观的表征手段相对缺乏,使得可分散油悬浮剂产品在生产和贮存的过程中容易出现析油分层、絮凝、膏化、结块等现象。X射线光电子能谱作为一种重要的表面分析技术,具有灵敏度高、制样简单、样品破坏性小等特点,常用于固体表面元素定性定量分析及原子价态分析,适用于分散剂吸附性能及稳定机理研究。本研究采用X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜相结合的方式,在油性介质中,从微观角度研究含多胺基锚固基团油相分散剂在丙炔噁草酮颗粒表面的吸附性能,为该分散剂在农药可分散油悬浮剂中的应用提供理论依据。研究结果表明:丙炔噁草酮吸附多胺基锚固基团油相分散剂后,丙炔噁草酮界面的Cl, N和O电子峰强度减弱, C电子峰强度增强,说明该分散剂在丙炔噁草酮表面形成了良好的吸附。以Cl元素为特征元素计算出该分散剂在丙炔噁草酮表面的吸附层厚度为6.746 nm。分散剂吸附后,红外光谱图中没有出现新的吸收峰,分散剂与丙炔噁草酮之间的吸附是以范德华力为主要结合作用力的物理吸附。吸附前后样品微观形貌研究表明,未吸附分散剂的丙炔噁草酮原药颗粒表面较为粗糙,有晶面的层状结构,吸附分散剂后,原药颗粒表面变得较为光滑,晶面层状结构消失,说明分散剂在丙炔噁草酮表面形成了包覆,并通过非极性溶剂化链提供空间位阻,提高丙炔噁草酮可分散油悬浮剂体系的物理稳定性。     

少根紫萍对水中U(Ⅵ)的吸附和矿化行为研究

采用室内水培和静态吸附实验,研究了水生植物少根紫萍(Landoltia punctata)活体和干粉对水体中U(Ⅵ)的吸附能力,并对作用过程和机理进行了初步分析。结果表明：常温下少根紫萍2.5 g·L-1(FW)活体和1.25 g·L-1(DW)干粉在pH 5下对5 mg·L-1U(Ⅵ)溶液的去除率分别可达78.70%和95.55%。活体和干粉对U(Ⅵ)的吸附率随pH升高先增大后减小,在pH 4～5时达到最大,并随投加量的增加而增大;随U(Ⅵ)初始浓度增加先增大后减小;在作用5 min时,活体和干粉对水体中U(Ⅵ)的吸附率分别为13.90%和79.97%,在24 h时吸附率均达90%以上,吸附逐渐趋于平衡。当U(Ⅵ)初始浓度增加至250 mg·L-1,活体和干粉对U(Ⅵ)的吸附量分别达到4.05 mg·g-1(FW)和131.76 mg·g-1(DW),相比Langmuir模型,Freundlich吸附等温方程能较好地描述少根紫萍对U(Ⅵ)的吸附行为,吸附过程符合准二级吸附动力学方程,r均在0.99以上。FTIR分析结果表明：少根紫萍表面含有羟基、羧基、氨基、磷酸基等多种活性基团;SEM-EDS表明少根紫萍活体与水体中U(Ⅵ)作用48 h后,大量片状无机磷酸铀晶体在其根系表面生成,结晶主要由P, O, U元素组成,不含C,其中P和U的质量百分比分别为8.76%和82.53%,原子百分比分别为25.19%和30.89%,而对照组P的质量百分比和原子百分比仅为0.24%和0.11%,干粉未观察到类似晶体存在。XPS分析结果表明：活体吸附后,部分U(Ⅵ)被还原为U(Ⅳ),而干粉吸附的铀主要以U(Ⅵ)形式存在。由此推断,少根紫萍干粉对U(Ⅵ)的吸附主要通过静电吸引,离子交换,络合配位等方式实现;活体对U(Ⅵ)吸附的同时还存在还原和矿化的过程,在U(Ⅵ)胁迫下活体根系表面会分解释放出无机磷酸根,与吸附的U(Ⅵ)及部分被还原的U(Ⅳ)结合矿化为难溶的氢铀云母。     

油菜秸秆对水溶液中Pb(Ⅱ)吸附条件优化与机理的研究

探究油菜秸秆髓芯、外壳、籽荚对水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附能力及其吸附机理。以水溶液中Pb(Ⅱ)最大去除率为评价指标,采用响应面法Box-Behnken Design实验来分析溶液pH、Pb(Ⅱ)初始浓度、粒径大小、油菜秸秆各部位投加量和时间因素对油菜秸秆吸附Pb(Ⅱ)的影响程度并建立多元回归模型,优化出最佳吸附条件参数组合;应用吸附动力学、等温吸附线模型来拟合油菜秸秆各部位对Pb(Ⅱ)吸附过程,评价其吸附行为;用红外光谱对吸附水溶液中Pb(Ⅱ)前后的油菜秸秆髓芯、外壳、籽荚进行表征,探讨其基团变化情况。结果表明： 水溶液pH与油菜秸秆髓芯、外壳、籽荚的投加量两个因素是影响油菜秸秆对水溶液中Pb(Ⅱ)去除的关键因素。模型回归决定系数分别是R2_髓芯=0.9664,R2_外壳=0.970 1,R2_籽荚=0.964 9,方程拟合较好,模型可用。油菜秸秆髓芯、外壳、籽荚对Pb(Ⅱ)的吸附行为符合二阶动力学方程与Langmuir等温线模型,对水溶液中Pb(Ⅱ)最大吸附量分别为135.14,78.74和90.09 mg·g-1。通过比较油菜秸秆髓芯、外壳、籽荚吸附水溶液中Pb(Ⅱ)前后红外光谱图发现,油菜秸秆各部位基团(羟基、羧基、酰胺等基团)发生了峰波数位移、强度降低的变化,提示这些基团在吸附水溶液Pb(Ⅱ)过程中发挥重要作用。     

PMOXA/PAA混合刷用于毛细管电泳在线富集牛血清蛋白（英文）

本文发展了一种对蛋白质具有吸附/释放功能的二元混合刷涂层(BBC)毛细管,并将其用于蛋白质的在线富集.通过阳离子开环聚合可逆加成断裂链转移聚合,分别合成了末端为氨基的聚(2-甲基-2噁唑琳)(PMOXA-NH2)以及末端为巯基的聚丙烯酸(PAA-SH).然后通过聚多巴胺黏合层将PMOXA-NH2和PAASH依次接枝到熔融硅毛细管内表面,制备出基于聚(2-甲基-2-噁唑琳)(PMOXA)和聚丙烯酸(PAA)的BBC毛细管.利用扫描电镜、X射线光电子能谱分析了在毛细管内表面或毛细管原材料上形成的PMOXA/PAA涂层的厚度及组成.通过荧光显微镜研究了一定pH及离子强度(Ⅰ)下,BBC毛细管对蛋白质的吸附/释放功能.结果表明,pH=5.0 (I=10~(-5) mol/L)时,BBC毛细管可以吸附牛血清蛋白(BSA),而当pH=9.0 (I=10~(-1) mol/L)时,吸附的BSA可被释放出来.将这种具有蛋白质吸附/释放功能的涂层管用于毛细管电泳在线富集BSA,以提高BSA的检测灵敏度.结果表明,在最佳条件下,BSA的灵敏度增强因子超过了5000.     

改性粉煤灰净化水中的磷

研究了粉煤灰的浓硫酸改性以及改性后的粉煤灰从水中净化磷的过程.通过实验发现粉煤灰改性后对水中磷的净化效果有显著提高.粉煤灰用浓硫酸进行改性后比表面积从8.8m2/g增加到32.5m2/g.而且用浓硫酸改性后,粉煤灰中的金属离子在酸性条件下部分溶解或完全溶解,导致净化过程中水溶液中金属离子浓度增大.改性粉煤灰净化含磷废水的过程中,存在吸附机理和沉淀机理,但沉淀对磷的净化起主要作用.实验结果表明,改性粉煤灰对磷的净化过程速度较快,5min可以达到最大净化率.在pH 5-9范围内磷净化过程影响不显著.通过实验还发现磷的净化率随吸附剂用量的增加而增加.改性粉煤灰对磷的吸附过程比较符合Langmuir吸附等温线,Langmuir常数Q0为9.15mg·g-1.从吸附磷后的改性粉煤灰的XRD图和SEM图可以发现在磷的净化过程中生成了CaHPO4·2H2O,此外磷也与铁和铝反应形成沉淀.     

ICP-OES研究活性炭无纺布对镉的吸附

重金属污染是一个相当严重的环境问题。镉具有很强的生物毒性和不可降解性,对生态环境和人体健康有极大威胁,被列为优先控制污染物。环境中镉的主要污染源是电镀、采矿和化学工业等部门的废水,如何简单高效去除水中的镉,有重要的社会意义和经济意义。目前,水中重金属的去除方法有化学沉淀、膜分离、离子交换、吸附、电解等,其中吸附法因简单高效而广泛应用。活性炭纤维是一种新型活性炭,孔径小且均匀,表面官能团发达,吸附性能好,逐步应用于水处理领域。以电感耦合等离子体光谱为检测手段,佐以比表面积分析,X射线衍射,元素分析和傅里叶变换红外光谱,研究比较了三种活性炭纤维(纤维炭网、活性炭无纺布、活性炭纤维毡)的结构特点及其对水中镉的吸附性能。三种活性炭纤维结构基本类似,具有较发达的孔隙结构。活性炭无纺布极性较强,表面有丰富的羟基、羧基、醛基等含氧官能团,对水中镉的吸附作用最大。因此,选择活性炭无纺布为吸附剂进行后续实验。研究了活性炭无纺布吸附镉的影响因素,如溶液pH,吸附时间等。溶液pH影响吸附剂表面电荷及水中镉的存在状态。水中镉的去除效率随溶液初始pH的增大而增大,在较低pH时,吸附剂与Cd2+间存在静电斥力,同时H+和Cd2+存在竞争吸附,pH>9时,镉的去除是吸附与沉淀协同作用的结果,选择pH为6～7。在吸附的初始阶段,活性炭无纺布对Cd2+的吸附量迅速增加,10 min时,吸附率达到72%。随着吸附位点逐渐被Cd2+所填充,吸附速率逐渐变慢,300 min时,吸附容量基本无变化,吸附趋于平衡。优化了镉的吸附条件后,进行等温吸附实验和动力学实验。结果表明,25 ℃时,吸附时间为300 min,pH 6.0条件下,当镉的平衡浓度在20.00 mg·L-1时,活性炭无纺布对镉的单位质量吸附量和单位比表面积吸附量分别是3.04 mg·g-1和0.035 mg·m-2。用Langmuir方程(R2=0.997, K_L =1.796 L·mg-1)和Freundich方程(R2=0.895, K_F=0.918 L·mg-1, n=2.12)拟合活性炭无纺布对镉的等温吸附数据,Langmuir方程计算的理论吸附量为3.07 mg·g-1,与实验值相当,并且线性系数更高,说明该体系的吸附符合Langmuir方程,主要为单分子层吸附。Langmuir分离因子介于0和1之间,表明活性炭无纺布对镉的吸附容易进行。用准一级动力学方程、准二级动力学方程、颗粒内扩散方程和Elovich方程四种动力学模型拟合吸附过程。在吸附的前5 min,镉在活性炭无纺布上的吸附符合颗粒内扩散方程(R2=0.985),吸附主要受颗粒内扩散控制。在吸附的5～300 min,颗粒内扩散方程拟合较差。整个吸附过程符合准二级动力学方程(R2=0.999,k₂=0.367 g·mg-1·min-1),Elovich方程(R2=0.981,a=0.271 mg·g-1, b=0.083 mg·g-1·(lg min)-1)和准一级动力学方程(R2=0.927,k₁=0.008 8 min-1)次之,颗粒内扩散方程(R2=0.785)最差。活性炭无纺布对镉的吸附过程是一种化学作用为主的吸附过程。对5.00 mg·L-1含镉水样,活性炭无纺布投放量为10 g·L-1时,吸附后水中镉的浓度小于0.10 mg·L-1,符合《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)。活性炭无纺布可同时吸附镉,铜,铅,铬等重金属离子,选择性较差。但在电镀、采矿等实际废水中重金属种类复杂,适当提高吸附剂投放量,可同时去除多种重金属。利用活性炭无纺布吸附处理含镉水样,处理效果好、操作简单,可以作为去除水中镉的吸附剂,为含镉废水的处理提供了技术支持和理论基础。     

Na在Si(111)表面(3×1)有序吸附结构的光电子能谱研究

分析了Si(111)7×7表面上Na(3×1)有序吸附的同步辐射光电子能谱的变化,并与Paggel等的扫描隧道显微镜和光电子能谱比较,得出Na吸附在类余留原子(rest atom)的位置,支持Mnch的模型,与室温下无序吸附Na的光电子能谱相比较,得出Na-Si界面肖特基势垒形成是由Na与Si原子之间的相互作用决定,与表面构形是否有序关系不大,势垒高度与MIGS理论预计值相符。     

NO在Cu(110)表面吸附的角分辨光电子能谱

本文用角分辨光电子能谱(ARUPS)(He Ⅱ),低能电子衍射(LEED)和俄歇电子能谱AES等方法研究了NO在Cu(110)表面吸附的光电子能谱。测量结果表明:在150K左右,NO在Cu(11O)表面是一个比较复杂的分解吸附过程。随着暴露量的不同,在Cu(110)表面形成的分解吸附分子是不同的。在NO5L暴露量时,主要形成O原子和N₂O分子吸附。吸附的LEED图形仍然是(1×1)。 关键词：     

PMOXA/PAA混合刷用于毛细管电泳在线富集牛血清蛋白

本文发展了一种对蛋白质具有吸附/释放功能的二元混合刷涂层(BBC)毛细管,并将其用于蛋白质的在线富集. 通过阳离子开环聚合可逆加成断裂链转移聚合,分别合成了末端为氨基的聚(2-甲基-2噁唑啉)(PMOXA-NH₂)以及末端为巯基的聚丙烯酸(PAA-SH). 然后通过聚多巴胺黏合层将PMOXA-NH₂和PAA-SH依次接枝到熔融硅毛细管内表面,制备出基于聚(2-甲基-2-噁唑啉)(PMOXA) 和聚丙烯酸(PAA)的BBC毛细管. 利用扫描电镜、X射线光电子能谱分析了在毛细管内表面或毛细管原材料上形成的PMOXA/PAA涂层的厚度及组成. 通过荧光显微镜研究了一定pH及离子强度(I)下,BBC毛细管对蛋白质的吸附/释放功能. 结果表明, pH=5.0 (I=10^-5 mol/L)时,BBC毛细管可以吸附牛血清蛋白(BSA),而当pH=9.0 (I=10^-1 mol/L)时,吸附的BSA可被释放出来. 将这种具有蛋白质吸附/释放功能的涂层管用于毛细管电泳在线富集BSA,以提高BSA的检测灵敏度. 结果表明,在最佳条件下,BSA的灵敏度增强因子超过了5000.     

生物吸附剂梧桐树叶对铀的吸附行为研究

以梧桐树叶粉末为吸附剂,通过静态吸附实验,利用FTIR,SEM,XRD,XRF等手段,研究了梧桐树叶对铀的吸附行为及其可能存在的机制。结果表明:梧桐树叶对铀有较强的吸附能力,吸附率和吸附容量分别可达96%和19.68mg.g-1。吸附行为符合准二级动力学方程和Freundlich等温线方程。吸附过程中,铀通过静电作用被快速吸引到梧桐树叶表面,干粉中的羟基、羧基和酰胺Ⅱ带等官能团可能与铀发生络合或配位反应;吸附后,梧桐树叶干粉表面由疏散多孔的不规则分布状态变成致密平整的结构,以SiO2为主的纤维素特征峰减少,Ca和Na的元素含量增加,Mg的元素含量相对减少,并在吸附后的干粉中检测到铀的存在。推测在梧桐树叶对铀的吸附行为中既有物理吸附又有化学吸附,表现为静电吸引,络合配位及离子交换共同作用的机制。     

新型硅胶基质强阴离子交换填料的制备及表征

γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷为偶联剂,将三乙胺盐酸盐键合到硅胶上,制得了一种新型的强阴离子交换填料.通过FTIR红外光谱表征制备的季铵基硅烷与强阴离子交换(SAX)填料的基团,元素分析及失重法定量的测定SAX填料的交换容量为0.600meq/g,以苯甲酸为模型化合物对填料的吸附条件及性能进行考察,通过Langmuir等温吸附曲线拟合,计算得最大吸附量为0.140meq/g.     

有机化凹凸棒土/尼龙6复合材料的光谱分析研究

采用硅烷偶联剂对凹凸棒土进行表面接枝改性,并通过熔融共混技术在双螺杆挤出机上制备了有机化凹凸棒土/尼龙6复合材料.利用X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对改性结果和复合材料的晶体结构和微观相貌进行表征.结果表明:改性后凹凸棒土表面Si,N,C元素的质量分数提高,结...     

苦荞茶对水溶液中铅、铜、镉、锌、铬离子吸附作用的研究

生物吸附法以其材料易得、吸附效果好、易解析、环境友好等优点而被广泛的应用于水溶液中低浓度重金属离子的吸附去除。光谱学显示苦荞茶含有多种基团且表面结构疏松，对水溶液中金属离子具有一定吸附潜力。探讨苦荞茶对水溶液中铅、铜、镉、锌、铬离子吸附作用光谱分析。采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、傅里叶红外光谱(FTIR)对苦荞茶吸附铅、铜、镉、锌、铬前后进行表征，初步解析苦荞茶对水溶液中铅、铜、镉、锌、铬离子吸附作用。使用等温吸附方程(Langmuir，Freundlich，Temkin和Dubinin-Radushkevich) 与动力学方程(准一级、准二级和颗粒内扩散)来评价苦荞茶对水溶液中铅、铜、镉、锌、铬离子吸附方式及行为。响应面法是一种数学建模的优化方法，能回归拟合各因素与实验结果之间的函数关系，从而确定实验因素及其交互作用对目标值的影响程度。采用响应面法考察目标离子初始浓度(A)、吸附剂颗粒大小(B)、吸附剂投加量(C)和吸附时间(D)四个因素对苦荞茶吸附水溶液中铅、铜、镉、锌、铬离子能力的影响作用及程度。等温吸附方程显示，苦荞茶对水溶液中铅、铜、镉、锌、铬离子吸附方式以多层吸附方式为主，伴有其他吸附类型，苦荞茶对目标重金属吸附量排序为：铅＞镉＞铜＞锌＞铬，即为：30.67＞16.18＞13.85＞10.81＞8.43 mg·g-1。动力学方程与苦荞茶扫描电镜(SEM)提示，苦荞茶对水溶液中铅、铜、镉、锌、铬离子吸附过程符合准二级动力学，其吸附速率由液膜扩散和颗粒内扩散作用共同控制，而且苦荞茶表面疏松的结构出现表面趋于平滑，孔洞出现融合的现象。能谱分析(EDS)与傅里叶红外光谱(FTIR)证实了水溶液中铅、铜、镉、锌、铬离子被苦荞茶所吸附，苦荞茶中-OH，-CH₂，-CH₃，CO， -NH，-C-O，CH基团参与水溶液中铅、铜、镉、锌、镉离子结合吸附作用并存在同一类型的基团吸附结合不同目标离子的现象。响应面法构建考察因素影响苦荞茶对水溶液中铅、铜、镉、锌、铬离子去除能力模型，其调整回归决定系数分别为Adj R2_Pb=97.10，Adj R2_Cu=98.44，Adj R2_Cd=94.55，Adj R2_Zn=92.71，Adj R2_Cr=97.02，说明非线性模型可用来评价考察因素对苦荞茶吸附水溶液中铅、铜、镉、锌、铬离子影响作用。响应面法分析表明，考察因素[离子初始浓度(A)、吸附剂颗粒大小(B)、吸附剂投加量(C)和吸附时间(D)]对铅、铜、镉、锌、铬离子去除率影响作用大小排序为：铅离子(A＞D＞B＞C)、铜离子(A＞C＞D＞B)、镉离子(A＞B＞C＞D)、锌离子(B＞C＞A＞D)、铬离子(C＞B＞D＞A)。研究结果说明，苦荞茶对水溶液中铅、铜、镉、锌、铬离子具有良好的吸附作用，为苦荞茶拓展新的应用途径提供了参考依据。     

γ辐照下土壤分离菌对Sr2+吸附特性及其FTIR分析

从四川盆地紫色土中分离获得一株革兰氏阳性细菌,对该菌株形态学及16S序列分析,初步鉴定属于芽孢杆菌属。本文主要分析了一定剂量γ辐照前后该菌株对Sr2+的吸附效果。结果显示：实验辐照条件对该菌株吸附Sr2+有一定抑制作用,主要表现为其对Sr2+吸附效率达到90%以上的平衡点出现时间比无辐照情况下延迟了1.5 d出现,生长速率最大值出现延迟了0.5 d。SEM分析发现辐照后菌体出现不规则变形,说明一定剂量γ辐照会对所选细菌产生明显损伤作用。FTIR分析显示,Sr2+与辐照对Strain No.4菌体有一定协同损伤作用,且处于对数生长期的菌体比迟滞生长期更易受辐射损伤。这种损伤主要表现为菌体蛋白质酰胺基团和多糖中糖环、蛋白质分子中甲基等基团对应谱峰变化。