微流控法制备的多孔微球对Cr(Ⅵ)的吸附性能

利用玻璃毛细管搭建单级微流控装置制备单分散水包油（O/W）乳液,以乳液为模板,紫外光照射乳液引发自由基聚合,成功制备了单分散甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯（MMA/DMAEMA）多孔微球。微球粒径偏差系数（CV）值小于5%,单分散性良好。研究了MMA/DMAEMA多孔微球对Cr(Ⅵ)的吸附性能、再生吸附性能、吸附机理。结果表明：pH对微球吸附Cr(Ⅵ)的量有较大影响,当pH=3时,微球对Cr(Ⅵ)吸附率达到52.9%;循环4次后微球吸附率基本不降低,循环性能好;微球吸附符合准二级动力学模型,属于化学吸附;微球等温吸附符合Langmuir模型,属于单分子层吸附。     

磁性壳聚糖微球的制备及对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

用壳聚糖包埋磁流体,用戊二醛交联制成磁性壳聚糖微球,并用红外光谱表征其结构。用制备的磁性壳聚糖微球吸附Cr(Ⅵ)离子,考察了其对Cr(Ⅵ)离子的吸附性能;探讨了吸附时间、溶液pH值、吸附剂用量、温度、Cr(Ⅵ)起始浓度以及其他离子存在对Cr(Ⅵ)离子去除率的影响。实验结果表明,磁性壳聚糖微球吸附Cr(Ⅵ)离子的最佳条件为:吸附平衡时间40 min,最佳吸附pH值6左右,磁性壳聚糖微球用量10 mg,温度升高有利于提高磁性壳聚糖微球的吸附效率,Cr(Ⅵ)离子起始质量浓度为12μg/mL,无机盐的存在引起磁性壳聚糖微球的吸附性能降低。并且考察了吸附剂的再生性能,实验结果表明磁性壳聚糖微球具有良好的重复使用性。     

微流控技术制备磁性聚合物微球及对孔雀石绿的吸附性能研究

以单分散液滴为模板,通过紫外光引发自由基聚合的方法,用微流控技术制备出单分散甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/四氧化三铁磁性聚合物微球,制备装置简易、操作简单.对样品的形貌结构、粒度分布、表面官能团、组成成分、有效磁含量及表面电势进行了表征分析.微球的粒径约为200μm,单分散性良好,且表面电势为-24 mV时能够迅速对水体中的阳离子染料孔雀石绿进行有效吸附分离.探究了pH、孔雀石绿溶液初始浓度、吸附时间和反应温度对吸附效率的影响,发现在孔雀石绿溶液体积为50 mL(50 mg·L^-1),投加量为50 mg, pH为7,温度为30℃时吸附效率高达94.38%,重复利用9次的吸附效率仍可达到80%以上,具有较好的吸附能力.     

单宁微球对Cr（Ⅵ）的吸附性能

利用单宁微球吸附Cr（Ⅵ）,探讨了温度、pH值、Cr（Ⅵ）初始质量浓度等因素对单宁微球吸附性能的影响,并分析了其吸附等温曲线。结果表明,单宁微球对Cr（Ⅵ）具有很好的吸附效果,吸附量可达到45.5 mg/g。单宁微球对Cr（Ⅵ）的去除率随吸附时间的延长而增大,5 h后基本达到平衡。温度对单宁微球吸附Cr（Ⅵ）的影响比较...     

ZnO@ZIF-8核壳微球的制备及对U(Ⅵ)的吸附性能

利用ZnO诱导制备了ZnO@ZIF-8复合微球材料并将其用于溶液中U(Ⅵ) 的去除. 研究表明, 制备的ZnO@ZIF-8复合微球的直径为1~7 μm, pH=4时, 在水溶液中对U(Ⅵ) 的吸附量最大, 达到145.32 mg/g, 吸附机理可能与铀酰离子与复合材料之间的配位作用和氢键作用相关. 考虑到复合微球中用于U(Ⅵ) 吸附的有效成分ZIF-8的含量仅为12.6%, 以ZIF-8含量计算, 该材料对U(Ⅵ) 的单位吸附量高达1137 mg/g.     

一种新型交联羧甲基葡甘聚糖微球对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

通过Fe3+交联羧甲基葡甘聚糖制得了一种新型羧甲基葡甘聚糖凝胶球,研究了羧甲基葡甘聚糖铁凝胶球对Cr(Ⅵ)的吸附性能。分别考察了吸附时间、羧甲基葡甘聚糖浓度、FeCl3浓度、pH值、温度、Cr(Ⅵ)浓度和微球粒径对吸附的影响,同时用红外光谱初步表征了羧甲基葡甘聚糖铁凝胶球-Cr(Ⅵ)复合物的结构。结果表明,293K时,微球对Cr(Ⅵ)的吸附反应在12h时达平衡,当羧甲基葡甘聚糖质量分数为1.0%,FeCl3质量分数为1.0%,Cr(Ⅵ)浓度为400mg/L时,吸附量达到0.4385mmol/g。根据不同温度下微球吸附Cr(Ⅵ)的等温线,计算了吸附过程的热力学参数,同时用Freundlich方程对实验数据进行了拟合,发现该方程适用于所研究的吸附体系。该体系为自发放热过程,体系熵减少,降温有利于吸附。     

改性咖啡渣对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

分别采用沸水浸泡、磷酸浸泡的方法对咖啡渣进行改性处理,制备了咖啡渣基质吸附剂,利用FT-IR、SEM和XRD对其进行表征,并考察咖啡渣基质吸附剂对水中Cr(Ⅵ)的吸附效果。结果表明,咖啡渣基质吸附剂的吸附性能优良,相同条件下,磷酸浸泡改性后吸附效果明显优于沸水浸泡,孔隙结构更完善。模拟废水初始浓度为20mg/L,不调节pH值,温度为25℃,ACCG10投加量为12g/L,吸附60min时Cr(Ⅵ)的去除率可达99.59%,吸附过程符合Freundlich吸附等温模型,最大理论吸附量为16.74mg/g。咖啡渣为非晶型结构,改性前后基本框架并未改变。     

漆酚醛树脂多孔微球对有机物的吸附性能

研究了由悬浮缩聚法制备的多孔漆酚醛树脂微球对乙二胺、二乙烯三胺和茶碱,以及苯、二甲苯、氯仿和四氯化碳等气体的吸附性能,并研究了吸附时间对乙二胺、二乙烯三胺和茶碱吸附性能的影响。结果表明,树脂中的酚羟基因能与胺基产生酸碱之间的作用而吸附乙二胺和二乙烯三胺,其吸附量分别为320.9mg/g、222.2mg/g;该多孔微球亦能吸附有机物气体,尤其对氯仿、四氯化碳的吸附性能较佳,其吸附量分别为248.1mg/g和119.7mg/g。     

微流控液滴软模板制备二氧化钛中空微球

应用微流控液滴技术合成功能材料已发展成为一个新兴领域。本文以夹流结构微流控芯片产生的微液滴作为软模板,以液滴模板界面处发生的水解反应生成二氧化钛球壳,并经后续脱核处理,制备二氧化钛中空微球。采用激光诱导荧光成像、扫描电镜等手段对微球形貌结构进行了分析表征。结果表明,通过控制微流控芯片液滴合成条件,可以得到壁厚约2 μm的二氧化钛中空微球。这种以微流控液滴为模板的合成方法简单灵活,若与其他材料改性方法相结合,有望实现对更多元、更复杂功能微球材料的制备,并进一步拓宽其在光电和催化剂材料领域的应用。     

生物吸附剂菹草干粉对Cr(Ⅵ)的吸附性能

开发了高效去除重金属Cr(Ⅵ)污染的生物吸附剂,菹草(Potamogeton crispus)干粉吸附剂,通过单因素分析考察了吸附时间、吸附剂颗粒大小、溶液初始pH值、吸附剂用量、Cr(Ⅵ)初始浓度以及离子强度等对重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附性能。 结果表明,对吸附效果影响显著的因素有Cr(Ⅵ)初始浓度、吸附剂颗粒大小、溶液初始pH值和离子强度;其吸附行为符合准二级动力学方程,相关系数为0.9998;菹草对Cr(Ⅵ)的吸附等温线符合Langmuir方程。     

2种羟基氧化铁对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

通过水解方法制备了α-FeO(OH)和β-FeO(OH),研究了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能及影响因素。结果表明,2种形式的FeO(OH)在弱酸性环境中对Cr(Ⅵ)均表现出很好的去除效果,吸附过程能够用Langmuir模型较好地描述,α-FeO(OH)和β-FeO(OH)对Cr(Ⅵ)的最大吸附容量分别为50.25和42.02mg/g。对初始质量浓度达10mg/LCr(Ⅵ)的水样,通过α-FeO(OH)和β-FeO(OH)的吸附作用,可以将水中Cr(Ⅵ)控制在饮用水安全标准之下。200mg/LCl-、SO42-,100mg/LF-作为共存离子时,对2种吸附剂吸附Cr(Ⅵ)的效果无明显影响;但100mg/L的H2PO4-和HCO3-共存,可使α-FeO(OH)、β-FeO(OH)对Cr(Ⅵ)的去除效果降低15%～20%。离子强度增加使吸附能力降低。     

基于微流控液滴形成技术的聚乙烯醇微球制备

建立了一种新的基于微流控液滴形成技术的聚乙烯醇(Poly(vinyl alcohol),PVA)微球制备方法。在微流控芯片上利用液滴形成技术可以快速、连续产生尺度均一、单分散性好的PVA液滴。液滴制备速度可以达到7个/s。并且通过改变制备液中两相流体的注入流量和微流控通道宽度可对生成的PVA液滴的尺寸进行调节。将收集得到的PVA液滴进行物理交联固化处理,可以获得大量尺寸均一的聚乙烯醇微球。本方法制备效率高,所得到的微球单分散效果好,而且微球形成不需要化学交联剂的掺入,避免了对包载物质的干扰,非常适合药物载体等应用。     

沉淀剂对水热法制备分等级氧化铁纳米结构及其Cr(Ⅵ)吸附性能的影响

以硫酸铁为铁源、硫脲、氟化钠和尿素分别为沉淀剂,采用水热法成功地制备了分等级微米级球状氧化铁粒子、六方柱状粒子相互交织的微米级氧化铁团聚体等。采用X射线衍射、扫描电镜、N2吸附-脱附、磁滞回线和UV紫外分光光度计等测试手段,对比研究了上述沉淀剂对产物微结构、形貌、织构性质及其对剧毒Cr(Ⅵ)吸附性能的影响。结果表明,以硫脲为沉淀剂制得氧化铁的结晶度最高,其晶粒大小为49.7nm,并具有最高的比表面积13.0m2·g-1、最大的孔容0.092cm3·g-1和平均孔径28.6nm;该氧化铁具有最佳的Cr(Ⅵ)吸附性能,30min即达到吸附平衡,饱和吸附量达202.8mg·g-1,并且符合Langmuir单分子层吸附模型;该氧化铁还具有一定的磁性,通过外加磁场可以实现吸附Cr(Ⅵ)后的吸附剂与溶液的彻底分离,因而在重金属废水处理领域显示出良好的应用前景。     

羧甲基壳聚糖对Cr(Ⅵ)吸附性能及吸附热力学、动力学研究

以脱乙酰度大于90%的壳聚糖CTS为原料、异丙醇为溶剂、氢氧化钠为催化剂、氯乙酸为羧甲基试剂,制备羧甲基壳聚糖CM-CTS。根据其在不同pH值、投入量、反应温度及反应时间等条件下对Cr(Ⅵ)的吸附性能数据,得出了羧甲基壳聚糖的最佳吸附条件。通过静态吸附实验考察羧甲基壳聚糖对Cr(Ⅵ)的等温吸附特性,并对其进行热力学及动力学分析。     

多孔聚离子液体-对二乙烯基苯聚合物材料的合成与吸附Cr(Ⅵ)性能研究

为了获得孔道更加稳定、比表面积较大的聚离子液体,向咪唑离子液体中引入刚性基团苯环,成功得到BET比表面积约为200 m~2·g~(-1)左右的介孔型聚离子液体材料,对实验所得的产物聚离子液体-对二乙烯基苯进行了性质与结构的表征。并将PIL-DVB应用于Cr(Ⅵ)的吸附,进行了吸附等温线、吸附动力学的研究,其对Cr(Ⅵ)的吸附量可达到273 mg·g~(-1),通过实验与计算结合的方法对吸附机理进行了探究。     

不同类型阴离子交换树脂对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

通过静态吸附实验、动力学实验,从3种吸附去除Cr(Ⅵ)的离子交换树脂中优选出DEX-Cr树脂,研究了pH、温度对其交换性能的影响,进一步对树脂的动态吸附-再生性能和重复使用稳定性进行了考察。结果表明DEX-Cr树脂对Cr(Ⅵ)的吸附去除效果好,且重复使用稳定性高,可以作为分离去除Cr(Ⅵ)的高效吸附剂。     

三维有序大孔氨基功能化材料的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以聚苯乙烯胶晶为模板,3-氨基-丙基-三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯为前驱物,合成了三维有序大孔(3DOM)氨基功能化SiO2-NH2材料. SEM观察表明,合成的3DOM材料具有规则整齐的大孔通孔结构,平均孔径在535～596 nm之间,孔径收缩率为4.8%～14.5%. FTIR分析表明,材料中含有氨基等有机基团. BET分析表明,材料的比表面积为10.2 m2/g. 合成的3DOM SiO2-NH2材料对Cr(Ⅵ)离子的吸附能力随着材料中氨基含量的增加而增大,最大吸附量为4.31 mmol/g.     

HAP/P(MMA-St)复合微球的制备及其吸附性能

以微孔纳米羟基磷灰石（HAP）为无机载体,甲基丙烯酸甲酯（MMA）和苯乙烯（St）为聚合单体,采用悬浮聚合法制备了HAP/P(MMA-St)复合微球。研究了影响球体粒度及其分布的主要因素和微球的吸附性能。结果表明,表面活性剂用量（质量分数,下同）为1‰、MMA用量为2%,HAP用量为30%,转速为300r/min时复合微球的合格球收率最高为86.4%。当微球中HAP的含量为36.07%时,HAP/P(MMA-St)微球对牛血清蛋白的最大吸附量Qe=18.70 mg/g,比未加HAP时,增加了4.65 mg/g。     

种子乳液聚合法制备中空多孔聚合物微球

用分散聚合法制得粒径约为3μm的聚苯乙烯种子微球,通过溶胀,种子乳液聚合及萃取得到中空多孔聚合微球,使用扫描电镜检测了其中空多孔形貌和粒径,并讨论了成孔机理。     

高压静电法制备多孔磁性壳聚糖微球

以壳聚糖(Chitosan, CS)为基质, 通过共混法引入四氧化三铁磁性颗粒, 以硅胶(Silicagel, S)为致孔剂, 在热的NaOH溶液中溶出硅胶致孔, 采用高压静电法制备磁性壳聚糖微球. 通过SEM观察了微球的结构和形貌, 并对微球结构和形貌的影响因素及其制备工艺进行了系统的研究, 结果表明, 高压静电法制备的磁性硅胶/壳聚糖微球粒径可通过微量进样器的针头大小来控制, 并且粒径分布均匀, 实验重复性及可控性好; 当以质量体积分数为5%的壳聚糖醋酸溶液(体积分数2％, mS∶mCS=4∶1), 用8号针头进样时, 制得直径约为600 μm, 孔洞分布均匀, 孔径约为50 μm的多孔磁性壳聚糖微球. 由于磁性多孔壳聚糖微球中含有大量的活性羟基和氨基, 因此显弱碱性, 对酸性物质和金属离子的吸附作用很好, 且可通过外加磁场进行有效分离. 磁性多孔壳聚糖微球在生物分离及污水中的酸性染料处理方面具有潜在的应用价值.