离子强度对膨润土/木质素磺酸钠接枝丙烯酰胺-马来酸酐复合吸附树脂吸附Pb2+/Cu2+的影响

为揭示外加电解质离子强度对重金属离子吸附的影响规律与内在机制, 制备了膨润土/木质素磺酸钠接枝丙烯酰胺-马来酸酐复合吸附树脂(BLPAMA), 研究了外加电解质离子强度对BLPAMA吸附单一和二元Pb²⁺/Cu²⁺的影响规律, 以及有、无外加0.2 mol/L NaNO₃时BLPAMA对二元Pb²⁺/Cu²⁺的吸附等温线、吸附热力学及吸附动力学。 结果表明, 在单一Pb²⁺或Cu²⁺溶液中, 随离子强度增加, Pb²⁺和Cu²⁺吸附量降低;在二元Pb²⁺/Cu²⁺溶液中, 随离子强度增加, Pb²⁺吸附量降低而Cu²⁺吸附量提高。     

改性氧化石墨烯去除重金属离子的分子动力学模拟

通过硅烷化反应在氧化石墨烯(Graphene oxide, GO) 表面嫁接螯合官能团N-(三甲氧基硅丙烷)乙二胺三酸(EDTA-Si), 得到改性氧化石墨烯(GO-EDTA), 采用分子动力学模拟在分子水平上研究了Pb²⁺在GO-EDTA 表面的动态吸附分布、 构象及动力学性质, 比较了Pb²⁺和单价Na⁺离子在氧化石墨烯上的吸附行为, 模拟了GO-EDTA与Ca²⁺相互作用, 与Pb²⁺的吸附行为进行了对比. 模拟结果表明, Pb²⁺和Na⁺的吸附位点是GO-EDTA 体系中的羧基, 而非氧化石墨烯表面的羟基; Pb²⁺和 Na⁺ 与羧基的吸附构象不同, 前者吸附构象以摩尔比2:1为主, 即两个羧基对一个Pb²⁺离子, 而后者更多倾向于摩尔比1:1的吸附模式, 即一个羧基对一个Na⁺离子; Pb²⁺离子相对于Ca²⁺和Na⁺离子, 形成的COO^--Pb²⁺离子对构象越过的能垒最低, 但是破坏该离子对构象时能垒较高, 表明Pb²⁺离子在氧化石墨烯膜上表现出良好的吸附性.     

基于RGO-Au-ZIF-8复合材料的电化学传感器制备及其在铅离子和铜离子同时检测中的应用

金属有机骨架（MOFs）材料因其结构和组成特点在重金属离子的吸附和预富集方面表现出独特优势,在重金属离子的光学传感方面显示出极大的应用潜力,但其导电性较差,这大大限制了其在电化学传感领域的应用.制备了一种功能化的金属有机骨架复合材料——热还原氧化石墨烯-金-沸石咪唑酯骨架材料（RGO-Au-ZIF-8）.该复合材料具有较本体MOF显著改善的电化学性质,利用其构建电化学传感平台实现了对水相溶液中铅离子（Pb²⁺）和铜离子（Cu²⁺）的同时灵敏检测.借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外可见吸收光谱法和各种电化学技术对所制备材料及其修饰电极的形貌、结构和电化学特性进行了表征.采用阳极溶出伏安法（DPASV）对水相溶液中的Pb²⁺和Cu²⁺进行检测,并对检测溶液pH、沉积时间和沉积电位等实验参数进行了优化.在最优化条件下,该传感平台对Pb²⁺和Cu²⁺的检测线性浓度范围分别为0.005～10（Pb²⁺）和0.01～10（Cu²⁺）μmol·L^-1,检测限为2.6×10^-9（Pb²⁺）和7.8×10^-9（Cu²⁺） mol·L^-1.此外,还对该传感平台的选择性、重现性和稳定性进行了考察,并进行了实际水样中Pb²⁺和Cu²⁺的回收实验.该工作为重金属离子的同时、快速且灵敏的检测提供了一种新的平台,并大大拓展了MOFs材料的电化学应用.     

离子印迹法制备对铜离子(Ⅱ)选择性吸附的碳基材料

通过钨离子印记方法,合成了对铜离子有高选择性吸附性能的碳基材料。 在四乙烯五胺(TEPA)、钨酸铵和葡萄糖摩尔比为1:1:5条件下,经水热法合成的碳基吸附材料能有效地吸附铜离子,对铜离子吸附的最佳pH=5。 在Cd²⁺、Co²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺和Zn²⁺摩尔浓度相近体系中,离子印记碳基吸附材料对铜离子的吸附率高达97.2%,而对Cd²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺吸附率分别为20.1%、9.63%、20.3%、13.3%,表明这种离子印记碳基吸附材料对Cu²⁺具有非常优异的选择吸附能力。     

基于环氧树脂固化的离子印迹材料的制备及其对铅离子吸附的研究

水体中重金属离子Pb²⁺的存在对环境和人体具有较大的危害,因此,去除环境中的Pb²⁺具有重要的实际意义。本研究以Pb²⁺作为印迹模板离子、PEG-600为致孔剂、1,6-己二胺为固化剂与环氧树脂固化聚合,制备了一种环氧树脂基多孔离子印迹吸附材料(IIP)。采用静态吸附法研究了pH值、Pb²⁺初始浓度、吸附温度及吸附时间等因素对IIP吸附Pb²⁺的影响。采用X-射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和热重分析(TGA)等方法对此材料吸附Pb²⁺前后的性质进行了表征。结果表明,在pH=4.5和293 K时,材料对Pb²⁺的吸附容量达到149.01 mg/g,吸附动力学符合准二级动力学模型,等温曲线符合Langmuir吸附模型。此IIP具有较好的吸附能力和重复利用性能,对Pb²⁺的吸附明显高于竞争离子的吸附,并且对Pb²⁺具有较好的富集回收效果。本研究合成的...     

油页岩飞灰对重金属离子的吸附动力学及热力学

采用批式振荡吸附法研究了燃油页岩电厂循环流化床锅炉飞灰对重金属离子Pb²+、Cu²+、Zn²+、Cd²+的吸附动力学及吸附热力学特性,并提出了吸附机理。结果表明,油页岩飞灰对Pb²+、Cu²+、Zn²+、Cd²+的吸附平衡数据符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程,但Freundlich方程能够更好地描述吸附等温线。在油页岩飞灰对重金属离子吸附的初始阶段,拉格朗日准一级动力学方程、准二级动力学方程、Elovich方程、粒子内扩散模型均能很好地反映吸附模式,而整个吸附过程则遵循二级反应动力学方程,其吸附过程是液膜扩散和粒子内扩散共同作用的结果。油页岩飞灰对Pb²+、Cu²+、Zn²+、Cd²+的吸附是吸热反应。     

天然高分子壳聚糖作为吸附剂的吸附特性研究

甲壳素经化学改性制得的壳聚糖吸附Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Ca²⁺、Rb⁺、Cs⁺、Cd²⁺、Pb²⁺等离子的研究已有报道^[1],但吸附Pd²⁺等贵金属离子的研究尚不多见.本文报道了壳聚糖及其交联产物的造粒方法,并测定了该糖吸附Hg²⁺、Cu²⁺、Ag⁺、Pd²⁺等离子的特性.结果表明,化学交联后的颗粒(作吸附剂)在酸性条件下仍保持相当好的刚性,对Pd²⁺离子的吸附容量较大,在Pd²⁺、Cu²⁺共存时可选择性吸附Pd²⁺.     

蒙脱土表面键合配位体固相萃取填料的制备及其对重金属离子的吸附性能

通过酸洗、硅烷偶联剂表面活化、键合苯甲酰异硫氰酸酯对蒙脱土进行改性,制得新型固相萃取(SPE)材料。 采用红外光谱、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱表征了改性蒙脱土的结构和形貌。 考察了制备的SPE填料对水中As³⁺、Bi³⁺、Cu²⁺、Sb³⁺、Sn²⁺和Pb²⁺的吸附性能,确定了最佳固相萃取条件,对6种金属离子吸附容量分别为10.83、11.92、12.67、10.43、10.01及10.54 mg/g。 通过SPE与电感耦合等离子体质谱联用测定了样品中As³⁺、Bi³⁺、Cu²⁺、Sb³⁺、Sn²⁺和Pb²⁺ 6种重金属离子的含量,检出限分别为0.024、0.013、0.075、0.037、0.011和0.064 μg/L。     

氮硫掺杂碳点的制备及检测铜离子

以柠檬酸为碳源,通过水热合成制备N、S掺杂的蓝色荧光碳点（NS-CDs）,用于实际样品中铜离子检测。采用高分辨率透射电子显微镜、X射线衍射光谱、红外吸收光谱、X射线光电子能谱、荧光光谱对其结构、组成和光学性质进行表征。结果表明,NS-CDs分散性好,尺寸分布在0.6~2.2 nm之间,具有无定形碳的结构;碳点表面含有羟基、羧基、酰胺等官能团,C、N、O和S元素质量分数别为54.01%、24.49%、19.39%及2.11%;该碳点具有良好的耐盐性、pH稳定性、光稳定性,其荧光量子产率为25%。基于Cu²⁺离子与碳点表面多个官能团发生相互作用形成聚集的网络结构,导致荧光猝灭的现象,建立了检测Cu²⁺的荧光分析新方法,本方法对Cu²⁺离子具有良好的选择性和较高的灵敏度,在0.2~10、10~50和50~100 μmol/L范围均有良好的线性响应,检出限为41 nmol/L（S/N=3）满足《土壤环境质量标准》对土壤中Cu²⁺检测国家标准的要求（6.25 mmol/L）。测定了实际土壤中Cu²⁺的含量,检测结果为2.55 μmol/L,加标回收率在104.9%～105.6%之间,实现了Cu²⁺的快速、灵敏、高选择性检测。     

新型薄膜扩散梯度装置定量测量水环境中重金属形态

采用以纤维素透析膜为扩散相, 0.05 mol/L羧甲基纤维素钠(CMC)溶液为结合相的薄膜扩散梯度(DGT)装置(CMC-DGT)定量累积和测量水溶液中Cu²⁺, Cd²⁺和Pb²⁺的有效态; 考察了pH值和离子强度对CMC-DGT累积Cu²⁺, Cd²⁺和Pb²⁺的影响以及不同配体(乙二胺四乙酸二钠、 单宁酸和黄腐酸)对重金属有效态的影响; 测量了外加标的天然水和工业废水中重金属的有效态浓度; 并比较了不同结合相DGT装置对同一水体中重金属的有效态浓度. 实验结果表明, 0.05 mol/L CMC溶液对Cu²⁺, Cd²⁺和Pb²⁺累积容量分别为0.24, 0.11和0.45 mg/mL; 定量累积的最佳pH值范围分别为3.7～8.0, 4.7～9.0和4.7～8.0; 随着离子强度的增大, CMC-DGT对Cu²⁺, Cd²⁺和Pb²⁺的累积容量下降; CMC-DGT能够定量地累积配制水中的游离Cu²⁺, Cd²⁺和Pb²⁺, 回收率分别为92.1%, 100.6%和96.4%; 当有配体存在时, 随着配体浓度的增大, CMC-DGT测量的Cu²⁺, Cd²⁺和Pb²⁺有效态的浓度随之下降; 在过滤工业废水、 河水和湖水中, 不同结合相DGT装置对重金属有效态的测量值不同. 结果表明, CMC可作为DGT技术新的液态结合相.     

Fe3O4-GO-PSC磁性复合材料对水体重金属Pb2+的吸附研究

致力于探究绿色环保的水体重金属污染处理方法,本文以生物废弃材料花生壳作为原料,添加了具有丰富官能团和较大表面积的氧化石墨烯,利用共沉淀法制备出了一种新型的Fe₃O₄-GO-PSC磁性复合材料。采用X射线光电子能谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电镜及比表面分析仪等辅助分析技术,对Fe₃O₄-GO-PSC的结构进行了表征。探究了不同条件下复合材料对Pb²⁺的吸附效果并初探了其吸附机理。实验发现：当pH=5,反应时间为30 min、温度为40℃以及Pb²⁺浓度为40 mg/L时去除效果最佳,吸附率达到97.56%。水体共存离子的种类和浓度均会对Pb²⁺的吸附造成不同程度的影响。吸附动力学与准二级动力学方程拟合一致,吸附热力学与Langmuir吸附模型一致,最大吸附量为140.25 mg/g。该研究所开发的Fe₃O₄-GO-PSC吸附剂对Pb²⁺的去除能力明显优于商业AC吸附剂...     

亲水性氨基吡啶树脂的合成及其吸附性能

将氨基吡啶功能基引入亲水性大孔球状聚甲基丙烯酸环氧丙酯（PGMA）,合成了高亲水性的氨基吡啶螯合树脂(PGMA-AP),考察了该树脂对Hg²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺等重金属离子的静态吸附性能及影响因素。 结果表明,该树脂对上述4种重金属离子在25 ℃时的静态饱和吸附容量分别为2.145、1.715、1.023和0.654 mmol/g,最佳吸附pH值为4.5～5.0,吸附性能随温度升高而改善,在实验浓度范围内该树脂对上述重金属离子的等温吸附符合Langmuir和Freundlich方程。     

磁性碳纳米管表面新型镉离子印迹聚合物制备及其对大米中的镉离子富集

以苯胺修饰的磁性碳纳米管为基质,Cd²⁺为模板,甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,在碳纳米管表面制备出一种新型磁性Cd²⁺印迹聚合物(MWNTs/MIIPs)。 采用扫描电子显微镜和红外光谱等技术手段对其形态和化学结构等进行详细表征。 吸附试验结果表明,该磁性印迹材料对Cd²⁺离子具有良好的吸附能力,最大吸附量为16.96 mg/g;选择吸附试验结果表明,该磁性印迹材料对Cd²⁺/Cu²⁺、Cd²⁺/Ni²⁺、Cd²⁺/Pb²⁺和Cd²⁺/Cr³⁺的相对选择因子分别是2.03、2.35、2.16和2.13。 结合原子吸收光谱分析技术,该材料MWNTs/MIIPs可用于大米中的Cd²⁺快速分离富集检测。     

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、p H、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Pb O/Pb(OH)₂,25%的Pb²⁺与O—...     

微波辅助快速制备氮掺杂碳点并用于铜的超灵敏检测

以葡萄糖作为碳前驱体,2-甲基咪唑作为氮源掺杂,以微波辅助法一步制备表面含有咪唑基团和氨基的氮掺杂碳点（N-CDs）,经过离心、过滤以及透析对所制备碳点进行提纯。采用高分辨透射电镜、红外、XRD、紫外和荧光等对其进行表征。结果显示,该碳点粒径均匀、荧光性能良好,且Cu²⁺可对N-CDs选择性的猝灭,在0～5μmol/L浓度范围内,其荧光猝灭程度与Cu²⁺的浓度呈现良好的线性关系,检出限为10 nmol/L。据此构建的荧光探针用于测定实际水样中的Cu²⁺,加标回收率为94.0%～98.5%。     

新型含氮、硫纤维素螯合树脂的合成及其吸附性能

将稻壳纤维素的氯化产物(CDC)分别与水合肼、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、丁二胺和己二胺反应,合成了6种含氮纤维素螯合树脂(ADC-1～ADC-6);在碱性条件下用环硫氯丙烷交联ADC合成了6种新型含氮、硫纤维素螯合树脂(TADC-1～TADC-6),研究了合成条件和ADC,TADC树脂对金属离子的吸附性能.结果表明,ADC树脂对Cu²⁺,Cr³⁺,Ni²⁺,Hg²⁺,Zn²⁺等离子有较好的吸附性,对Hg²⁺吸附容量可达0.5mmol/g左右;TADC树脂对Ag⁺,Cu²⁺,Hg²⁺等离子有较好的吸附性,对Hg²⁺和Ag⁺吸附容量可达1.1mmol/g和1.9mmol/g左右;强酸性条件下,ADC和TADC树脂的吸附容量都降低,它们对金属离子的吸附顺序分别为Hg²⁺>Cu²⁺>Ni²⁺和Ag⁺>Hg²⁺>Cu²⁺,树脂用10%的氨水解吸附可重复使用.     

活性炭的改性及对Pb2+的动力学吸附研究

论文以活性炭为主体吸附剂，进行氯化铁改性，制备出氯化铁改性活性炭吸附剂，并通过FT-IR、SEM、比表面积和孔体积进行表征。实验进一步探究改性活性炭对Pb²⁺的吸附能力，结果表明，当吸附时间为300 min,吸附剂投加量为0.4 g, pH为6时，吸附效果最佳。在此吸附条件下，改性活性炭对Pb²⁺的去除率达到91.2%。对改性活性炭吸附Pb²⁺进行动力学吸附研究，结果表明二级速率方程能够更好地描述其动力学吸附过程，吸附的机理可归结为氯化铁改性导致活性炭孔道结构中酸性官能团增加，使得金属阳离子与官能团上的H之间产生离子交换作用，有利于吸附的进行，这一实验结果为后期循环吸附研究提供了新依据。     

壳聚糖-叶酸复合凝胶的制备及Pb2+吸附性能研究

叶酸(FA)通过离子交联壳聚糖构筑了壳聚糖-叶酸水凝胶(CS-FA-HG),利用红外光谱、紫外-可见光谱、电子扫描显微镜等对其结构进行表征,并考察了CS-FA-HG对Pb²⁺的吸附性能。实验结果表明,FA、壳聚糖醋酸盐(CS-Ac)浓度均为35 mg/mL,Na₂CO₃溶液的质量分数为5.0%时,FA钠盐通过静电作用离子交联CS-Ac,形成CS-FA-HG,微观呈枝状纤维结构;在pH 5.0,吸附温度30℃的条件下,80 mg干CS-FA-HG在50 mL初始浓度15 mg/L的Pb²⁺溶液中,对Pb²⁺的吸附量为8.14 mg/g;吸附符合二级动力学方程和Langmuir吸附等温式。CS-FA-HG制备方法简单,绿色环保,无二次污染,在重金属离子吸附方面有潜在应用。     

金属螯合亲和膜吸附分离与纯化溶菌酶的研究(Ⅱ)──不同金属螯合亲和膜对溶菌酶的吸附性能

采用低温氧或氨等离子体法改性聚丙烯微孔膜,基于等离子体改性膜的活化、偶联及螯合过程的机理,制备了Fe³⁺,Ni²⁺,Cu²⁺和Zn²⁺等金属离子螯合亲和膜,并用于溶菌酶的吸-脱附实验.实验结果表明,Ni²⁺和Cu²⁺离子螯合亲和膜对溶菌酶具有较高的吸附量,螯合过程中采用氯化物盐溶液制得的膜对溶菌酶吸附量比采用硫酸盐溶液制得的膜的吸附量高.两种膜的重复吸-脱附性能相近,而Fe³⁺螯合亲和膜基本上不能用于重复吸-脱附实验.采用补充金属螯合离子,能部分恢复亲和膜对溶菌酶的吸附量,是实现亲和膜重复使用的有效方法.     

改性层状双氢氧化物对铜离子(Ⅱ)和双酚A的协同吸附

采用离子交换法制备了十二烷基苯磺酸根(DBS^-)和柠檬酸根(Cit^3-)复合改性层状双氢氧化物(LDHs),简写为DBS-Cit-LDHs。 利用粉末X射线衍射分析、红外光谱分析、比表面积测定以及元素分析等技术手段对样品进行了表征。 结果表明,DBS^-和Cit^3-已柱撑进入LDHs层间。 研究了DBS-Cit-LDHs对水中重金属离子Cu²⁺和有机污染物双酚A(BPA)的协同吸附性能。 吸附实验结果表明,DBS-Cit-LDHs能同时高效去除Cu²⁺和BPA;对Cu²⁺的强吸附能力缘于DBS-Cit-LDHs层间Cit^3-与Cu²⁺形成了稳定配合物;对BPA的强吸附能力缘于分配作用,且吸附能力与样品比表面积无关。 DBS-Cit-LDHs对Cu²⁺的吸附动力学和热力学分别符合准二级动力学方程和Freundlich等温式;对BPA的吸附分别符合准一级动力学方程和Linear等温式。 二者吸附过程的ΔG^o和ΔH^o均为负值,表明吸附为自发放热过程。