新型黄原酸壳聚糖对铅离子的吸附及机理研究

以壳聚糖为原料,先合成O-羧甲基壳聚糖,再和二硫化碳反应制备出新型黄原酸壳聚糖,使用元素分析、FT-IR、UV和TG对其结构进行表征。比较了壳聚糖、O-羧甲基壳聚糖和黄原酸壳聚糖对铅离子的吸附能力,并研究黄原酸壳聚糖对水溶液中铅离子的吸附性能,探讨了铅离子溶液的pH值对吸附的影响和黄原酸壳聚糖对铅离子的吸附热力学。结果表明,黄原酸壳聚糖对铅离子吸附量是壳聚糖的8.37倍,平衡吸附量可达600.6mg/g。XPS表明,吸附过程主要通过吸附剂中的氨基、羧基和黄原酸基团与铅离子发生作用完成。     

交联羧甲基壳聚糖对铅离子的吸附研究

以壳聚糖为原料,先在氨基上引入羧甲基制备出N-羧甲基壳聚糖,再和环氧氯丙烷发生交联反应,合成出新型交联羧甲基壳聚糖,FTIR表征其结构。研究了交联羧甲基壳聚糖对Pb2+的吸附性能,探讨了交联剂用量、铅离子溶液的pH值、温度、吸附时间等因素对其吸附性能的影响,并考察了交联羧甲基壳聚糖对铅离子吸附动力学和热力学实验。实验结果表明,交联羧甲基壳聚糖对铅离子的吸附量优于壳聚糖,平衡吸附量可达297.6 mg/g。交联羧甲基壳聚糖对铅离子的吸附符合准二级动力学模型和Langmuier等温吸附,吸附主要依靠结构中的羧基和氨基基团。     

交联羧甲基壳聚糖吸附痕量汞研究

研究了交联羧甲基壳聚糖对Hg2 的吸附作用,探讨了溶液的pH值、反应时间、温度、样品体积、共存组分等因素对其吸附性能的影响.实验表明,在pH=5时,羧甲基壳聚糖对Hg2 的吸附性能很好,吸附率可迭95%以上,并且具有良好的重复使用性能,其吸附行为满足Langmuir等温式,饱和吸附容量为125.1mg/g,方法的相对标准偏差为7.8%.用于分析实际水样时,回收率达96～以上.     

O-羧甲基黄原酸壳聚糖合成及应用研究

以壳聚糖(CS)为原料,先制备出O-羧甲基壳聚糖(OCMC),再和二硫化碳在碱性条件下合成O-羧甲基黄原酸壳聚糖(CXCS)。通过产物的含硫量对碱浓度、投料比和反应时间等因素进行了优化,采用固体13CNMR和SEM表征其结构。结果表明,合成CXCS的最佳条件为碱浓度10%,投料比1∶1,室温反应3h,产品的含硫量达10.22%。最后研究了CXCS对水溶液镉离子的吸附性能,结果表明CXCS具有优异的吸附性能,其最大吸附量可达288.5 mg/g,是壳聚糖吸附量的2.65倍。红外分析结果表明吸附主要依靠结构中的羧基和黄原酸基团。     

交联羧甲基壳聚糖微球的制备及其对Pb2+的吸附性能

交联羧甲基壳聚糖微球的制备及其对Pb2+的吸附性能     

交联壳聚糖树脂吸附Cu2+的机理研究

研究了甲醛、环氧氯丙烷交联壳聚糖(AECTS)对Cu2+的吸附热力学行为,用FTIR对吸附产物进行了结构表征,并研究了溶液中介质种类的不同对Cu2+吸附量的影响.结果表明AECTS主要以配位形式吸附Cu2+;AECTS对Cu2+的吸附符合Langmuir等温方程,属于单分子层吸附;吸附为自发的、吸热的熵增加过程;同时不同介质对树脂吸附Cu2+的影响大小顺序为HCl＞CdCl2＞MgCl2＞NaCl,并对其作用机理进行了探讨.     

交联壳聚糖对Zn2+的吸附性能

研究了甲醛、环氧氯丙烷交联壳聚糖树脂(AECTS)对Zn 2 的吸附行为,探讨温度、溶液的pH、反应时间、再生次数等因素对吸附性能的影响,并用红外光谱(FTIR)和光电子能谱(XPS)对吸附产物表面的元素结构及其结合能的变化进行表征. 结果表明,AECTS对Zn 2 的吸附导致AECTS结构和性能发生显著变化. FTIR和XPS分析表明,Zn 2 以配位键的形式吸附于AECTS,使AECTS中氨基的伸缩振动、变形振动发生了明显变化,N原子发生化学位移,而AECTS分子链上的羟基没有直接参与配位反应;AECTS对Zn 2 有较强的吸附能力和较快的吸附速率,在30 ℃、Zn 2 初始质量浓度为1 g/L的溶液中,吸附量可达163 mg/g树脂,是壳聚糖饱和吸附量的1.7倍左右;吸附量受pH的影响较大,在pH＝5时吸附量最高;AECTS对Zn 2 的吸附行为符合Freundlich等温吸附方程,温度升高吸附量增大,该过程为一吸热过程;AECTS经再生重复使用5次,吸附量基本不变.     

壳聚糖黄原酸盐对Cu2+的吸附性能

用红外、紫外和热重分析等测试技术分别对二硫代氨基甲酸改性壳聚糖(壳聚糖黄原酸钠,DTC-CTS)进行了表征和测试.比较了DTC-CTS与未改性的壳聚糖(CTS)对水溶液中Cu2 吸附性能的差别,考察了溶液的pH值、温度、时间及取代度对其吸附性能的影响.结果表明,DTC-CTS的取代度越高,吸附性能越好,对Cu2 吸附的最佳pH值范围为6.0～7.0,最佳温度为40℃,最佳吸附时间为0.5h.在最佳吸附条件下,DTC-CTS的吸附量为349.5mg/g,比CTS提高了7%.用体积分数为10%的氨水可将吸附在DTC-CTS上的Cu2 定量的洗脱,脱附率为96%,DTC-CTS能重复使用3次.     

交联壳聚糖树脂吸附Co2+的机理研究

研究了甲醛、环氧氯丙烷交联壳聚糖 (AECTS) 对Co2 的吸附热力学行为,用FTIR、WXRD对吸附产物进行了结构表征,并研究了溶液中介质种类的不同对Co2 吸附量的影响.结果表明:AECTS主要以配位吸附和物理吸附形式吸附Co2 ;树脂与Co2 配位后,结晶度下降;AECTS对Co2 的吸附行为同时符合Freundlich模型和Langmuir模型;吸附为自发的、放热的熵减小过程;不同介质对树脂吸附Co2 的影响大小顺序为HCl>CdCl2>MgCl2>NaCl,前两者使吸附量减小,后两者使吸附量增加,作用机理相差较大.     

磁性交联壳聚糖对稀土金属离子的吸附性能

用高胶乙酰度的壳聚糖包埋自制的磁流体，并用戊二醛交联制成磁性壳聚糖（MCG），考察了其对稀土离子La^3 ,Nd^3 ,Eu^3 ,Lu^3 的吸附性能。探讨了溶液的酸度，体系温度，初始离子浓度对MCG吸附性能的影响；发现MCG对稀土离子的吸经纯高脱乙酰度的壳聚糖强，最高吸附率可达到99％以上，并具有良好的重复使用性；其吸附行为满足Langmuir等温式。     

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。     

一步热解法制备Cu/Fe双金属生物炭复合材料及其高效吸附Pb2+性能

使用一步热解法制备了 Cu/Fe双金属生物炭复合材料(BC@Cu/Fe-X,X=3、5、10)和 Fe生物炭复合材料(BC@Fe)。考察了Cu掺杂量对BC@Cu/Fe-X吸附Pb²⁺的影响,确定最佳掺杂比例。结果显示BC@Cu/Fe-5吸附Pb²⁺性能最好。考察了吸附时间、Pb²⁺浓度、pH、背景离子、空气中老化等实验条件对 BC@Cu/Fe-5 吸附 Pb²⁺的影响。通过动力学、热力学数据拟合分析了BC@Cu/Fe-5吸附Pb²⁺的行为,利用X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等表征手段解析了BC@Cu/Fe-5吸附Pb²⁺前后特征峰变化。BC@Cu/Fe-5吸附Pb²⁺的机理如下：大约42%的Pb²⁺被还原为Pb⁰,33%的Pb²⁺形成PbO/Pb(OH)₂,25%的Pb²⁺与O—H、C—O、C=O、COO、Fe—O等官能团形成配合物。Cu掺杂可以提高Fe还原Pb²⁺的能力。     

3-N-乙酰基-2-取代芳基-5-[5''-甲基-异噁唑-3'']-Δ3-1,3,4－噁唑啉类化合物的合成

保护氨基的壳聚糖微球经环氧氯丙烷交联得到不溶于酸的吸附剂，与氯乙酸在碱性条件下反应，合成了羧甲基壳聚糖树脂，并用FT-IR对树脂进行了表征。其吸附Pb^2 的实验结果表明，在1h内有最快的吸附速率，吸附受pH值影响。在pH=5时，对Pb^2 的吸附量为1．12mmol／g，比壳聚糖树脂提高了70％。     

Preparation of new hyper cross-linked chelating resin for adsorption of Cu2+ and Ni2+ from water

The new hyper cross-linked chelating resin NDWJN2 modified with carboxyl groups was prepared for removal of Cu²⁺ and Ni²⁺ from water.NDWJN2 was characterized using BET,SEM and FT-IR spectroscopy.Comparing with commercial resins D113 and IRC84,NDWJN2 could remove Cu²⁺ and Ni²⁺ from water more effectively.Langmuir model could fit adsorption isotherms well.     

A highly selective magnetic sensor with functionalized Fe/Fe3O4 nanoparticles for detection of Pb2+

A magnetic sensor for detection of Pb~(2+) has been developed based on Fe/Fe_3O_4 nanoparticles modified by3-(3,4-dihydroxyphenyl)propionic acid(DHCA). The carboxyl groups of DHCA have a strong affinity to coordination behavior of Pb~(2+) thus inducing the transformation of Fe/Fe_3O_4 nanoparticles from a dispersed to an aggregated state with a corresponding decrease, then increase in transverse relaxation time(T_2) of the surrounding water protons. Upon addition of the different concentrations of Pb~(2+) to an aq. solution of DHCA functionalized Fe/Fe_3O_4 nanoparticles(DHCA-Fe/Fe_3O_4 NPs)([Fe] = 90 mmol/L), the change of T_2 values display a good linear relationship with the concentration of Pb~(2+) from 40 μmol/L to 100 μmol/L and from 130 μmol/L to 200 μmol/L, respectively. Owing to the especially strong interaction between DHCA and Pb~(2+), DHCA-Fe/Fe_3O_4 NPs exhibited a high selectivity over other metal ions.     

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。     

Study on the preparation and adsorption thermodynamics of chitosan microsphere resins

The aim of this research is to study the thermodynamic behavior of resins of chitosan microspheres (RCM) in adsorbing Cu²⁺, so that the theoretical basis of the application of RCM to eliminate metal ions in wastewater or fruit and vegetable juice can be obtained. First, RCM were prepared from chitosan as a raw material by using reverse phase suspension cross-linking polymerization, and some physicochemical properties of RCM were characterized. Second, the adsorption behavior of Cu²⁺ onto RCM was investigated by the batch method. The results show that the diameter of the microspheres was relatively uniform and the surface of microspheres was compacted with pores. The physical properties of the RCM were as follows: water content 51.982%, skeletal density 1.212 g · cm⁻³, pileup density 0.862 g·L⁻¹, porosity was in 0.554 and crosslinking degree was in 13.581%. The saturated adsorption capacity of RCM for Cu²⁺ was 0.993 mmol·g⁻¹. At the same time, the results also indicated that the adsorption of RCM for Cu²⁺ followed the Langmuir isotherm equation: C _e/Q = 11.614 + 1.0075C _e at 313 K and the adsorption appeared to be of the monomolecular type. The adsorption was found through thermodynamic study to be a spontaneous endothermic process of increased entropy. The adsorption potential decreased gradually as Cu²⁺ concentration increased at the same temperature and it increased as temperature increased at the same initial concentration of Cu²⁺. __________ Translated from Periodical of Ocean University of China, 2008, 38(1) (in Chinese)     

Fast removal of Pb2+ from water using new chelating fiber modified with acylamino and amino groups

The graft copolymerization of acrylic acid（AA） onto polyethylene glycol terephthalate（PET） fiber initiated by benzoy peroxide （BPO） was carried out in heterogeneous media.Moreover,modification of the grafted PET fiber（PET-AA） was done by changing the carboxyl group into acylamino and amino groups through the reaction with ethylenediamine.The new modified chelating fiber （NDWJN6） was characterized using elementary analysis,SEM and FT-IR spectroscopy.Adsorption kinetic curve indicated that NDWJN6 could fastly remove Pb²⁺ from water,and adsorption isotherm also indicated that NDWJN6 had high equilibrium adsorption capacity for Pb²⁺.