水合NaX沸石与碱金属盐类间的固相离子交换

通过XRD和吡啶吸附的IR技术考察了水合13X沸石与碱金属盐类间的固相离子交换反应,结果表明,此类固相离子交换在室温下即可发生。一次交换的程度有限,通过重复交换可提高交换度,体积较大的Cs⁺比K⁺难于交换,高温焙烧有利于提高Cs⁺的交换度。     

X型沸石K~+交换度对CH_4/N_2吸附分离性能的影响

以工业13X型沸石为原料,采用静态离子交换法制备KX型沸石,研究K~+交换度对X型沸石结晶度、孔结构、CH_4和N_2吸附分离性能以及吸附热等的影响。通过X射线衍射、骨架红外、77K下氮气吸附/脱附对KX型沸石进行表征。在298K、100kPa的条件下测定样品对CH_4和N_2的吸附等温线并对其进行Freundlich吸附式拟合和吸附热的计算。实验结果显示,随着K~+交换度的增加,样品的结晶度下降,比表面积和微孔体积下降。N_2的吸附量和吸附热随着K~+交换度的增加而减小;而CH_4的吸附量先升高后降低,当K~+交换度达到32%时,CH_4的吸附量上升至8.6cm3/g,此时CH_4/N_2的分离比最高达到3.1。     

微波辐射下稀土交换ZSM-5分子筛的制备及裂解反应研究

借助微波技术制备出一系列具有不同La³⁺交换度的LaHZSM-5样品。初步探讨了微波强度、微波作用时间及Si/Al比对交换度的影响。对其表面酸性的考察发现,样品均含有B酸和L酸中心,并且随La³⁺进入ZSM-5沸石的量的不同,强弱酸中心的强度与数量均有所改变。对样品催化性能的研究结果表明,催化活性与La³⁺含量及酸量呈顺变关系。     

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。     

SiO2@松香基阳离子交换树脂对水中微量Cd吸附

以硅胶为核,马来海松酸丙烯酸乙二醇酯和甲基丙烯酸为功能单体,采用涂覆悬浮聚合法合成了核壳型SiO₂@松香基阳离子交换树脂(SiO₂@RCER),研究了其对水中微量Cd²⁺的静态吸附性能。结果表明,在Cd²⁺溶液浓度为0.5 mg·L^-1,pH=6.0,温度为303 K,吸附剂用量为10 g·L^-1时,Cd²⁺去除率可达到100%;SiO₂@RCER对Cd²⁺的吸附符合准二级动力学方程以及Langmuir吸附等温线,表明吸附过程为单分子层化学吸附。吸附前后材料的XPS图谱表明:SiO₂@RCER对Cd²⁺吸附主要涉及Na⁺以及溶液中的Cd²⁺的阳离子交换。该吸附剂在对Cd²⁺、Pb²⁺浓度超标的矿区废水吸附处理后,高毒重金属浓度均达到国家生活饮用水水源水质一级标准(CJ3020-93),其他离子浓度也有所降低。     

纳米ZrO2在O2/H2气中的表面效应

用ESR方法研究了一种纳米ZrO₂在普通H₂气中升温条件下的表面效应.ZrO₂上Zr³⁺的中心量约为1×10^-7mol/g.这些Zr³⁺中心是ZrO₂表面一些O^2-配位不饱和的Zr原子点位.在普通H₂气中,ZrO₂上的Zr³⁺中心数在温度低于400℃时变化很小.但在这一温度范围内从室温升温时,由ZrO₂表面羟基的H₂还原引起的F中心量随温度的升高而增加.温度高于400℃时,ZrO₂表面的Zr³⁺及F中心可与普通H₂气中存在的少量O₂气作用产生O₂^-,并伴随ZrO₂表面羟基的脱除而形成新的Zr³⁺.     

程序升温脱附研究沸石的表面酸性Ⅱ.在不同Ca2+,NH4+离子交换度的Y型沸石上正丁胺的程序升温脱附峰谱

用正丁胺作为吸附质,考察了在不同交换度的NaCaY和NaNH_4Y沸石上的程序升温脱,附。正丁胺在NaY上的TPD图谱基本上和吡啶的相同,不同处是在350℃以上尚有一小峰包(峰Ⅲ)。NaY中Na~+离子经Ca~(2+)离子交换后,峰Ⅱ向低温处转移,而肩膀峰(峰Ⅰ)亦渐趋消失。在NH_4~+交换后的NaHY分子筛上,除峰Ⅱ、峰Ⅰ有与CaNaY相似的变化外,在高温区,峰Ⅲ前另出一峰Ⅳ,它随NH_4~+离子交换度的增加而增大,同时向高温区位移,至NH_4~+交换度为90％时,峰Ⅲ和峰Ⅳ重合。Ca~(2+)或NH_4~+交换的NaY分子筛,其正丁胺的TPD图谱都具同一特征,即在高温区出现一新峰,表明NaY经钙或类似的其他离子交换后产生新的酸性吸附中心。经色谱鉴定,脱附产物只有正丁胺,其总吸附量随交换度增加而递减,表明正丁胺在Na~+离子上的吸附较强。     

热压交换单一稀土元素-Y型沸石的物理化学性能

系统的研究了经水热加压交换的La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb与Y十三种LnY的一些主要物化性能,发现存在着一些规律与特点。1.水热加压交换度(a)与相对结晶度间成很好的对应关系,其中CeY具有高交换度与高结晶度的特点。2.LnY的晶胞常数,脱水温度,比表面随Ln原子序数的增大其变化趋向与Ln³⁺的ΔH水合变化趋向基本一致。3.LnY的晶格崩解温度随Ln³⁺离子碱度(φ=Z/r)的增大而提高。本文从结构的观点讨论了上述规律与特点的出现。     

羟基磷灰石对牛血清白蛋白的吸附特性研究

研究了羟基磷灰石表面电位随溶液PO₄^3-浓度、Ca²⁺浓度、离子强度和pH的变化规律;测定了不同操作条件下牛血清白蛋白在羟基磷灰石上的吸附容量;吸附等温线的测定结果表明该吸附属于Langmuir型;通过对该吸附过程的动力学研究,计算得到的表观活化能和吸附热数值较低,表明该吸附是物理吸附.     

NaYF4:Nd3+,Yb3+纳米粒子用于生物体系温度测量

采用溶剂热法制备了Nd³⁺敏化Yb³⁺的近红外纳米探针NaYF₄:Nd³⁺,Yb³⁺,观察到材料在980与865 nm两处发光峰的强度比值随温度的升高而降低。通过对探针中Nd³⁺/Yb³⁺比例的调节,综合考虑材料的发光强度与温敏效率,确定了NaYF4:2%Nd, 20%Yb为所测条件下适用于测量生物体系温度的较优组成。材料转水相前后温敏效率均随着Yb³⁺离子掺杂增加而提高,环己烷中最高可达1.9%·K^-1,水相中最高为0.46%·K^-1。通过盖肉片模拟及激光加热活体成像实验,研究了温敏材料在生物环境中发光随温度的变化情况,以及组织遮挡前后荧光比值未发生明显变化的结果,初步验证了使用该探针测量生物体系温度的可行性。     

Adsorption Mechanism of Composite Whisker on Copper Ions and Lead Ions

A new kind of inorganic composite adsorbent based on chitin whiskers(CHW) and potassium tetratitanate whiskers(PTW) was synthesized via the thermal deposition to remove Cu²⁺ and Pb²⁺ from wastewater. CHW could be successfully coated on the surface of PTW when thermal treated 8 times. The adsorption process was better fitted with the Langmuir and Freundlich models. The adsorption process was more conformed to the Pseudo-second-order model. The results from XPS(X-ray photoelectron spectrum) further show that the adsorption mechanism between CHW-PTW and Cu²⁺, Pb²⁺ are both ion exchange and chemical adsorption. Thermodynamic parameters suggest that the adsorption processes are nonspontaneous. The adsorption of Cu²⁺ and Pb²⁺ is endothermic and exothermic, respectively.     

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。     

离子交换树脂去除模拟放射性废液中的铯

核电站放射性废液组成复杂,其中¹³⁷Cs、⁹⁰Sr和⁶⁰Co是放射性废液处理的主要目标。 本文采用稳定同位素模拟放射性废液,研究了Cs⁺离子在强酸性阳离子树脂IRN97中的交换等温线、动力学特性以及固定床穿透行为,探讨了共存的硼酸和Sr²⁺、Co²⁺等核素离子对Cs⁺离子交换行为的影响。 结果表明,废液中存在的高浓度硼酸在一定程度上会减小树脂对Cs⁺的交换量;与共存的Sr²⁺和Co²⁺离子相比,虽然Cs⁺的交换速率快,但树脂对Sr²⁺和Co²⁺的选择性更高,因此在达到交换平衡状态下,Sr²⁺和Co²⁺的交换容量大于Cs⁺;在采用固定床吸附柱进行的动态吸附中,提高Cs⁺的进水浓度可以提高树脂的利用率。     

WO3的引入对MnOx-Fe2O3催化剂上NH3-SCR反应中N2选择性的促进作用

采用溶胶-凝胶法制备了不同含量钨修饰的MnO_x-Fe₂O₃催化剂,重点考察WO₃的引入对NH₃-SCR反应中N₂选择性的影响,通过XRD、BET、XPS、H₂-TPR、Raman和In situ DRIFTS等手段对催化剂的物理化学性质进行表征。结果表明,钨的引入显著提高NH₃-SCR的N₂选择性,当WO₃质量分数为15%时,具有最佳的NH₃-SCR催化性能,且在50-250℃条件下N₂O浓度始终低于0.003%。这主要是由于适量WO₃的引入,导致催化剂物相由α-Fe₂O₃向γ-Fe₂O₃转变,并与锰相互作用形成新的无定型MnWO₄,获得较大的比表面积;使得Mn⁴⁺/（Mn³⁺+Mn⁴⁺）比例减少但Fe²⁺及表面化学吸附氧（O_α）含量增加,从而降低催化剂氧化性;增强催化剂表面的Lewis酸性位点的含量及强度,增强NH₃的吸附,促进了SCR反应,同时抑制了NO₂深度氧化形成硝酸盐物种,降低硝酸盐物种还原产生的副产物N₂O含量,从而显著提高WO₃-MnO_x-Fe₂O₃催化剂在NH₃-SCR中的N₂选择性。     

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。     

A regenerable pseudo-reagentless glucose biosensor based on Nafion polymer and l,1''-dimethylferricinium mediator

Glucose oxidase was immobilized onto electrodes by co-deposition from an aqueous solution containing the diluted ion-exchange polymer Nafion. The cationic exchange property of the polymer was used to provide high local concentrations of l,1'-dimethylferricinium (DMFc⁺) mediator in the film by exchange from solution. The mediated electrodes were operated at +200 mV (vs. ), and the Nafion film was shown to reduce interfering current from ascorbate anion. Cyclic voltammetric analysis revealed a fourteen-fold increase in the effective DMFc⁺ activity at the electrode after extraction into the film. The sensitivity to glucose was 52 μA/cm²/mM in a solution containing 0.09 mM DMFc⁺, which is at least three-fold greater than reported for similar electrodes using hydrogen peroxide detection at +650 mV, with a response time of less than 1 min for a 10 μm thick membrane. Oxygen interference was significant, requiring deaeration of the solution before analysis. The electrodes exhibited no significant decrease in sensitivity for more than 50 days on storage in acetate buffer. Electrodes covered with 8000 MWCO dialysis membrane slowed the exchange of DMFc⁺ with the solution such that the Nafion film functioned as a mediator reservoir. This permitted reagentless analysis of glucose, typically capable of twenty assays when measuring concentrations between 0.1 and 1 mM. The sensitivity for glucose was 7.85 μA/cm²/mM, which is 15% of the sensitivity for the electrode without the dialysis membrane. The detection limit was 20 μM, with a linear range extending to about 3 mM, giving a dynamic range of over two orders of magnitude. Thus where some sacrifice of sensitivity and response rate may be made, the dialysis membrane cover enables multiple analyses in a reagentless biosensor scheme.     

SALT AND pH-DEPENDENT CHANGES OF THE PURPLE MEMBRANE ABSORPTION SPECTRUM

Abstract —Purple membrane suspensions change their color to blue and the absorption maximum shifts to 608 nm when the membrane is deionized on a cation exchange column or when it is washed first with < 2N NaCl followed by deionized water. The deionized chromophore is essentially identical with the chromophore produced by lowering the pH of the native membrane to < 4.0 (p K < 3.0). However, the deionized membrane does not aggregate and can be obtained in the pure state. The original purple color of the membrane is restored by addition of around 1 m M Na⁺, K⁺ or 10 μ M Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Mn²⁺, Pb²⁺ or La²⁺ when the protein concentration is 5μ M . The required salt concentrations decrease with decreasing pH. Direct measurement of bound Ca²⁺ by atomic absorption spectroscopy yields a ratio of Ca²⁺ to protein of <2 and a binding constant of 1.4 × 10⁶. Titration of the spectral change with salts at different pH values shows a linear relation between the pH and the logarithm of the salt concentration, with a 1:1 ratio for Na⁺ and 1:2 ratio for Ca²⁺. These relations are well predicted by Gouy-Chapman theory; however, the accompanying release of protons, changes of the CD spectrum, the complex kinetics of the spectral change during reconstitution with salt and preliminary X-ray diffraction results all suggest that conformational changes may be occurring in the protein.     

聚乙二醇聚合度对其吸附和阻化Cu2+放电的影响

研究了聚乙二醇的聚合度对其在汞电极上的吸附和阻化铜离子放电的影响。结果表明,随聚合度增大,吸附电位区扩大,对铜离子放电的阻化能力增强,但聚合度大于100则影响不大,作为酸性镀铜添加剂的最佳聚合度约为120。并提出聚乙二醇分子的吸附模型及其阻化铜离子放电的机理,能满意地解释聚合度对其在电极上的吸附和阻化铜离子放电的影响规律。     

泡沫金属微反应器内富氢重整气中CO选择性甲烷化

在微反应器中,用泡沫金属镍为载体负载4Ni-2Ru/ZrO2双金属催化剂,用于选择性甲烷化去除富氢重整气中的CO。考察了催化剂负载方法、焙烧温度和空速等对CO选择性甲烷化的影响,借助X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H2-TPR)等手段对催化剂制备方法与催化性能的关系进行了探讨。结果表明,直接将4Ni-2Ru/ZrO2催化剂涂布在泡沫镍片上,350℃下焙烧,反应温度为260℃,空速为2 000 h-1~6 000 h-1,可将富氢转化气中CO降至30×10-6以下,其中空速为5 000 h-1,可将CO出口浓度降至7×10-6,CO2的转化率低于1.5%。反应温度在260℃~300℃,CO的转化率在99.6%以上,CO出口浓度在50×10-6以下。