中空介孔二氧化硅锚固聚偕胺肟吸附Cr(Ⅵ)

以硝酸铈铵为引发剂,在自制的中空介孔二氧化硅(HMS)的空腔和通道内引发丙烯腈自由基聚合,并将其氰基偕胺肟化,用于制备具有吸附Cr(Ⅵ)的廉价有机无机复合吸附材料——中空介孔二氧化硅锚固聚偕胺肟.通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)及N_2吸附-脱附比表面分析对中空介孔二氧化硅锚固聚偕胺肟进行表征.结果表明,制备的中空微球直径约为400 nm,其壁上孔径约为11.0 nm,比表面积约为431 m~2/g,锚固聚偕胺肟后中空微球壁上孔道直径约为4.6 nm,比表面积降低为347 m~2/g.HMS锚固的聚偕胺肟对重铬酸钾溶液中铬的吸附量高达0.46 mmol/g,吸附过程中伴随化学反应,符合伪二级动力学模型,可用作废水处理中重金属离子的高效廉价吸附材料.     

改性凹凸棒土对Mo(Ⅵ)的吸附性能研究

研究了改性凹凸棒土吸附Mo(Ⅵ)的性能和机理,探讨了Mo(Ⅵ)溶液的起始浓度、pH值、吸附时间以及温度对此吸附剂吸附Mo(Ⅵ)性能的影响,得出了适宜的吸附条件.用红外对适宜条件下的吸附产物进行了表征.结果表明:改性凹凸棒土吸附Mo(Ⅵ)的适宜条件为:Mo(Ⅵ)溶液初始浓度1.86 mg·L-1,pH值2.20,时间20 min,温度35 ℃.改性凹凸棒土与MoO42-离子间通过静电作用(化学吸附)以及物理吸附相结合.     

功能化介孔二氧化硅的制备及其吸附分离水中铀的研究进展

铀是一种高效、清洁的核能燃料,但在核工业中不可避免地会产生含铀废水。如果不及时处理,泄漏到环境中,将对动植物和人类的健康构成威胁。因此,从能源回收和环境保护的角度来说,研究水溶液中U(Ⅵ)的分离工艺迫在眉睫。吸附技术因其可行性、效率高和操作简单等优点备受关注。功能化介孔二氧化硅材料具有比表面积大、孔容量大和吸附能力强等优点,是一种理想的吸附剂,在铀的吸附分离领域有着广泛的应用。本文在功能化介孔二氧化硅制备方法的基础上,结合X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱、X射线吸收精细结构谱、X射线能谱分析和拉曼光谱等分析方法,对国内外目前水溶液中U(Ⅵ)吸附的表征及吸附机理进行了综述。虽然功能化介孔硅吸附铀已经取得了令人鼓舞和潜在的发展,但新型多功能吸附剂的设计和批量生产在实际环境的应用方面仍具有挑战性。     

不同酸对介孔二氧化硅球表面形貌和介相结构的影响

在室温、不同酸性条件下合成出微米级球形介孔二氧化硅材料，通过XRD、SEM以及氮气吸附等手段对介孔二氧化硅材料进行了表征。用TEM跟踪不同反应时间介孔二氧化硅球的形成，对这些球颗粒的合成机理进行了讨论，同时探讨了不同酸性条件下介孔二氧化硅表面形貌和介相结构的变化。     

氨基功能化介孔二氧化硅对布洛芬的吸附和缓释性能研究

采用后合法对介孔二氧化硅SBA-15进行氨基改性,并以改性后材料NH2-SBA-15为载体,以疏水性药物布洛芬(IBU)为模型药物分子,通过浸渍法把IBU填充到载体的孔道内。利用XRD、低温N2吸附-脱附和FT-IR等测试手段,研究了载体的结构及载体与药物间的相互作用。结果表明,IBU通过扩散和化学吸附作用填充到了载体的孔道内,并且载体表面与IBU间存在较强的化学作用。体外模拟释放实验结果显示,与未改性的SBA-15相比,改性后样品NH2-SBA-15对IBU的释放较慢,体现了明显的药物缓释性能。     

有序介孔二氧化硅对正丁醛的吸附性能

合成了一系列具有不同孔结构与性质的有序介孔二氧化硅材料SBA-15、MCM-41、SBA-16、KIT-6, 同时通过改变水热温度制备了不同孔径大小的SBA-15, 并利用小角X射线散射、透射电镜、扫描电镜和氮气吸附-脱附等手段, 对其介孔结构进行了表征. 以正丁醛为探针分子, 考察了其对有机醛的吸附, 并与Y-沸石的吸附性能做了对比. 结果表明, 材料的介孔比表面积与其对正丁醛的吸附量成正比, 吸附等温线符合Langmuir 模型, 属于单层吸附, 具有最大介孔比表面积的MCM-41对正丁醛的吸附量最大(484 mg·g^-1). 最后将SBA-15添加到卷烟滤嘴中, 实验结果表明, SBA-15能显著降低卷烟烟气中巴豆醛的释放量.     

有序介孔二氧化硅对正丁醛的吸附性能

合成了一系列具有不同孔结构与性质的有序介孔二氧化硅材料SBA-15、MCM-41、SBA-16、KIT-6,同时通过改变水热温度制备了不同孔径大小的SBA-15,并利用小角X射线散射、透射电镜、扫描电镜和氮气吸附-脱附等手段,对其介孔结构进行了表征.以正丁醛为探针分子,考察了其对有机醛的吸附,并与Y-沸石的吸附性能做了对比.结果表明,材料的介孔比表面积与其对正丁醛的吸附量成正比,吸附等温线符合Langmuir模型,属于单层吸附,具有最大介孔比表面积的MCM-41对正丁醛的吸附量最大(484 mg·g-1).最后将SBA-15添加到卷烟滤嘴中,实验结果表明,SBA-15能显著降低卷烟烟气中巴豆醛的释放量.     

二硫键修饰的介孔二氧化硅微球的制备与表征

以一步法合成了巯丙基功能化的介孔二氧化硅微球, 微球的粒径在130～150 nm左右, 平均孔径为2.79 nm. 以所合成的微球为载体, 在其内、外表面修饰二硫键后, 在二硫键的另一端接枝了异硫氰酸荧光素(FITC), 并以FITC为标记物研究了二硫键在谷胱甘肽溶液中的断键情况. 实验结果表明, 微球上的二硫键具有在磷酸盐缓冲溶液(PBS, pH＝7.4)中稳定存在, 而在一定浓度的谷胱甘肽溶液中却能发生断键反应. 以高分辨透射电镜(HR-TEM)、N₂吸附-脱附实验表征了介孔二氧化硅微球的表面及孔道情况, 用Zeta电位分析、元素分析、热失重分析(TGA)等手段表征了微球上二硫键的接枝情况, 用荧光光度计(FLS)及紫外-可见分光光度计(UV-Vis)研究了谷胱甘肽对二硫键的断键情况的影响.     

功能化有序介孔碳对重金属离子Cu(II)、Cr(VI)的选择性吸附行为

以三嵌段共聚物F127为模板剂, 酚醛树脂为碳源, 正硅酸乙酯为硅源, 三组分共组装合成介孔碳?氧化 硅纳米复合物, 再经HF去除氧化硅, 得到有序介孔碳(OMC). X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、低温 N2吸脱附(BET)等测试表明, 所得样品具有高度有序的介孔结构, 比表面积和孔容分别为1330 m²·g^-1和2.13 cm³·g^-1, 平均孔径6.4 nm. 对其先氧化、后氯化、再胺化, 得到不同胺基接枝量的胺化介孔碳(C-NH₂(m), m为加入的乙二胺的质量(g)). 傅里叶变换红外(FT-IR)光谱表征结果证实, 胺基官能团成功接枝到有序介孔碳表面.TEM测试表明介孔碳的有序孔道结构得到了较好的保持. 以有序介孔碳、胺化介孔碳作吸附剂对Cu(II)、Cr(VI)进行选择性吸附研究. 结果表明: 功能化修饰前, 样品对Cu(II)、Cr(VI)饱和吸附量分别为213.33、241.55 mg·g^-1; 修饰后饱和吸附量可分别达到495.05、68.21 mg·g^-1. 功能化介孔碳表现了较强的选择性吸附Cu(II)的能力.     

功能化有序介孔碳对重金属离子Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的选择性吸附行为

以三嵌段共聚物F127为模板剂,酚醛树脂为碳源,正硅酸乙酯为硅源,三组分共组装合成介孔碳-氧化硅纳米复合物,再经HF去除氧化硅,得到有序介孔碳(OMC).X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、低温N2吸脱附(BET)等测试表明,所得样品具有高度有序的介孔结构,比表面积和孔容分别为1330m2·g-1和2.13cm3·g-1,平均孔径6.4nm.对其先氧化、后氯化、再胺化,得到不同胺基接枝量的胺化介孔碳(C-NH2(m),m为加入的乙二胺的质量(g)).傅里叶变换红外(FT-IR)光谱表征结果证实,胺基官能团成功接枝到有序介孔碳表面.TEM测试表明介孔碳的有序孔道结构得到了较好的保持.以有序介孔碳、胺化介孔碳作吸附剂对Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)进行选择性吸附研究.结果表明:功能化修饰前,样品对Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)饱和吸附量分别为213.33、241.55mg·g-1;修饰后饱和吸附量可分别达到495.05、68.21mg·g-1.功能化介孔碳表现了较强的选择性吸附Cu(Ⅱ)的能力.     

中空介孔二氧化硅锚固聚偕胺肟吸附Cr(Ⅵ)

以硝酸铈铵为引发剂, 在自制的中空介孔二氧化硅(HMS)的空腔和通道内引发丙烯腈自由基聚合, 并将其氰基偕胺肟化, 用于制备具有吸附Cr(Ⅵ)的廉价有机无机复合吸附材料—中空介孔二氧化硅锚固聚偕胺肟. 通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 扫描电子显微镜(SEM)及N₂吸附-脱附比表面分析对中空介孔二氧化硅锚固聚偕胺肟进行表征. 结果表明, 制备的中空微球直径约为400 nm, 其壁上孔径约为11.0 nm, 比表面积约为431 m²/g, 锚固聚偕胺肟后中空微球壁上孔道直径约为4.6 nm, 比表面积降低为347 m²/g. HMS锚固的聚偕胺肟对重铬酸钾溶液中铬的吸附量高达0.46 mmol/g, 吸附过程中伴随化学反应, 符合伪二级动力学模型, 可用作废水处理中重金属离子的高效廉价吸附材料.     

超疏水有机-无机杂化硅基介孔分子筛对苯丙氨酸的吸附研究

为了提高中性氨基酸在硅基介孔分子筛上的吸附量, 采用中性氨基酸苯丙氨酸(Phe)为模型吸附质, 考察Phe在一种新型的通过非模板剂途径制备的有机-无机杂化硅基介孔分子筛上的吸附情况. 利用该分子筛超疏水表面、大的比表面积和孔容以及特殊的疏水区域, Phe达到了非常突出的吸附效果. 通过优化溶剂组成, 发现当溶剂为等体积比的甲醇和水的混合溶液时, Phe在此分子筛上的最大吸附量达到0.827 mmol/L, 远高于同等条件下Phe在常规法制备的甲基化硅基介孔分子筛上的吸附量0.122 mmol/L. 对Phe在该分子筛上的吸附机制进行了简要阐述.     

两种形貌的介孔SiO2对纤维素内切酶吸附性能的研究

以EDTA2-、SO42-作为反离子分别合成了具有管状和圆盘状结构的介孔SiO2,并测定了2种介孔SiO2焙烧至不同温度时的表面积、孔体积参数,及其等电点;通过752分光光度计在550nm处测定纤维素内切酶的吸光度,研究了2种形貌的介孔SiO2对纤维素内切酶的吸附性能,同时测定了固定酶的活性。结果表明,管状和圆盘状结构的介孔SiO2对纤维素内切酶的吸附等温线分别为Ⅱ和Ⅰ型;介孔SiO2焙烧至700℃时,两者皆为Ⅱ型;至850℃时,前者转化为Ⅰ型,而后者转化为Ⅴ型。吸附等温线类型与介孔SiO2的结构、等电点以及酶分子尺寸与介孔尺寸的相匹配有关。酶经过介孔SiO2吸附固定后,稳定性明显提高;其中,管状结构的介孔SiO2对酶具有最大的负载量,但固定酶的活性却较低。     

NPE在有序介孔炭上的吸附行为研究

采用有序介孔硅为硬模板制备了具有不同孔径的有序介孔炭(OMCs). 氮气吸附测试表明, 有序介孔炭具有丰富的介孔表面和集中的介孔分布. 以壬基酚聚氧乙烯醚(NPE)为探针分子, 研究了大分子酚类在有序介孔炭上的吸附行为. 吸附研究表明, NPE在有序介孔炭上的吸附满足Langmuir吸附模型. 孔结构分析表明, 大于1.5 nm的孔的表面积是决定NPE吸附量的关键因素, 而有序介孔炭的最可几孔径决定吸附速率的大小. 与吸附量相比, 吸附速率更容易受环境温度的影响. 动力学研究表明, NPE在有序介孔炭上的吸附满足准二级动力学方程.     

NPE在有序介孔炭上的吸附行为研究

采用有序介孔硅为硬模板制备了具有不同孔径的有序介孔炭(OMCs). 氮气吸附测试表明, 有序介孔炭具有丰富的介孔表面和集中的介孔分布. 以壬基酚聚氧乙烯醚(NPE)为探针分子, 研究了大分子酚类在有序介孔炭上的吸附行为. 吸附研究表明, NPE在有序介孔炭上的吸附满足Langmuir吸附模型. 孔结构分析表明, 大于1.5 nm的孔的表面积是决定NPE吸附量的关键因素, 而有序介孔炭的最可几孔径决定吸附速率的大小. 与吸附量相比, 吸附速率更容易受环境温度的影响. 动力学研究表明, NPE在有序介孔炭上的吸附满足准二级动力学方程.     

Recycle Adsorption of Cu2+ on Amine-functionalized Mesoporous Silica Monolithic

3-Aminopropyltriethoxysilane functionalized worm-like mesoporous silica monolithic(WMSM-NH₂) was prepared and used as a new regenerable adsorbent for the removal of Cu²⁺ ions. The analysis results show that the WMSM-NH₂ monolithic had a high efficiency value of 99.3% for Cu²⁺ remediation when the Cu²⁺ solution was at an initial concentration of 10.32 mg/L. The regeneration study of the WMSM-NH₂ monolithic presented that the adsorption efficiency of 89.0% was remained and a mass of 92.0% was left after seven adsorption-desorption cycles were executed. The monolithic material with high resistance to the acid and good mechanical stability can facilitate the operations of adsorption and regeneration of the adsorbent.     

薄膜梯度扩散-分光光度法富集测量水中痕量Mo (VI)

建立了薄膜梯度扩散(DGT)- 硫氰酸钾(PT)分光光度法(DGT-PT法)富集测量水中痕量Mo (VI) 的分析方法。本研究先以聚季铵盐(PQAS)溶液为结合相的DGT技术 (PQAS DGT) 原位分离富集水中Mo (VI),再以PT分光光度法测定DGT结合相中Mo (VI)的含量,最后依据DGT方程计算水中Mo (VI)的浓度。DGT-PT法测得配制水中Mo ( VI) 的回收率为96.3% ~ 101.3%,相对标准偏差(RSD)为1.3% ~4.0%;测得工业废水中Mo (VI) 的浓度为27.13 ~ 121.79mg/L,加标回收率为96.0% ~ 101.6%。当采样时间为48h,PQAS DGT对水中Mo (VI) 富集近18倍,可显著降低分析方法的检测限,实现水中痕量Mo (VI) 的定量检测。     

Removal, preconcentration and determination of Mo(VI) from water and wastewater samples using maghemite nanoparticles

Removal and recovery of Mo(VI) from aqueous solutions were investigated using maghemite (γ-Fe₂O₃) nanoparticles. Combination of nanoparticle adsorption and magnetic separation was used to the removal and recovery of Mo(VI) from water and wastewater solutions. The nanoscale maghemite with mean diameter of 50 nm was synthesized by reduction coprecipitation method followed by aeration oxidation. Various factors influencing the adsorption of Mo(VI), e.g. pH, temperature, initial concentration, and coexisting common ions were studied. Adsorption reached equilibrium within <10 min and was independent of initial concentration of Mo(VI). Studies were performed at different pH values to find out the pH at which maximum adsorption occurred. The maximum adsorption occurred at pHs between 4.0 and 6.0. The Langmuir adsorption capacity (q_max) was found to be 33.4 mg Mo(VI)/g of the adsorbent. The results showed that nanoparticle (γ-Fe₂O₃) is suitable for the removal of Mo(VI), as molybdate, from water and wastewater samples. The adsorbed Mo(VI) was then desorbed and determined spectrophotometrically using bromopyrogallol red as a complexation reagent. This allows the determination of Mo(VI) in the range 1.0–86.0 ng mL⁻¹.     

中空介孔硅球原位接枝聚苯胺及其pH响应性药物控制释放行为

通过原位化学氧化聚合的方法,在中空介孔二氧化硅纳米粒子表面成功接枝上了聚苯胺(HMSsPANI).借助透射电镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、氮气脱附吸附等温测试(BET)、热失重(TGA)、小角粉末衍射(XRD)和zeta电位测试等手段表征了其结构性质.通过循环伏安曲线研究,发现HMSs-PANI分散体系在不同pH条件下具有电化学活性的转变性质,证实了HMSs-PANI在酸性条件下能够进行有效的掺杂从而具有电化学活性.最后用HMSs-PANI来负载抗癌药物盐酸阿霉素(DOX),其展现了良好的酸性pH可控释放行为,在pH=7.4时,22 h后仅有15%的药物累计释放量.在pH=5的条件下,22 h后累计释放量达到44%,而在pH=4条件且同样时间之下,释放量为60%.总之,合成的HMSs-PANI酸响应药物控制释放体系在药物传输领域具有潜在应用.