淀粉磷酸酯基高吸水树脂对Cu2+的等温吸附行为研究

含重金属离子废水的处理一直是人们关注的重点和难点.近年来,吸附法是处理重金属废水的一种比较有效的方法。本文以马铃薯淀粉磷酸酯为原料合成高吸水树脂,并且检测了高吸水树脂对Cu2+的静态等温吸附性能。讨论了不同丙烯酸中和度的高吸水树脂产品、Cu2+离子浓度、树脂用量和吸附时间对吸附容量的影响,并由X射线光电子能谱验证了铜离子在树脂上的吸附。     

磁性壳聚糖复合微球的制备及其Cu2+吸附性能

以球磨后的粉煤灰磁珠（MS）颗粒为磁核,通过溶胶凝胶法和反相微乳液法依次包覆SiO₂和壳聚糖（CS）,制备了MS@SiO₂@CS磁性微球。利用扫描电镜及能量色散谱仪、热重分析仪、红外光谱仪、X射线衍射仪、振动样品磁强计对所得样品的结构和磁性进行了系统表征。结果表明,磁珠颗粒表面实现了逐层包覆,较均匀的分散于壳聚糖基体中,MS@SiO₂@CS微球的比饱和磁化强度可达7.04 emu·g^-1。Cu²⁺离子吸附实验表明,所得磁性壳聚糖微球对Cu²⁺具有良好的吸附能力,最大吸附量可达11.08 mg·g^-1;而且可通过磁选法高效固液分离。吸附动力学研究表明,MS@SiO₂@CS微球对Cu²⁺离子的吸附符合准二级动力学模型,以化学吸附为主。     

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。     

两种有机物改性膨润土对Cu2+和Zn2+的吸附-解吸研究

选用天然有机物料(猪粪降解液)和有机化学试剂[十六烷基三甲基溴化胺(HDTMA)]对钠基膨润土进行表面改性,比较了膨润土对两类有机物的吸附特性,以及两种有机物改性膨润土对Cu2+、Zn2+吸附-解吸性能的差异。结果表明,膨润土对HDTMA和猪粪降解液是优惠吸附,且前者最大吸附量为382.4mg/g,是后者的4.19倍。HDTMA改性膨润土对Cu2+、Zn2+的最大吸附量均大于猪粪降解液改性膨润土,前者分别为后者的1.12倍(Cu2+)和1.09倍(Zn2+),且两种吸附剂对Cu2+的最大吸附量和吸附速率均大于Zn2+。Zn2+在两种改性膨润土上的解吸率均高于Cu2+,且Cu2+、Zn2+在猪粪改性膨润土上的解吸率均要高于在HDTMA改性膨润土的。两种有机物改性的钠基膨润土对重金属离子具有良好的吸附性能,可以用于含重金属废水的处理和重金属污染土壤的钝化修复,而猪粪降解液改性膨润土是环境友好的重金属钝化剂。     

改性香蕉皮对Pb2+的吸附研究

分别探讨了香蕉皮改性以及改性香蕉皮吸附Pb2+的主要影响因素。改性试验结果表明,香蕉皮的最佳改性剂为体积比为5:1的乙醇与乙酸混合溶液。通过正交试验得到最佳吸附条件为:Pb2+初始浓度20mg/L,pH=5,吸附剂用量为0.7g,吸附时间为70min,其中pH值和Pb2+初始浓度是影响Pb2+去除率的两个主要因素。在此条件下,当搅拌速率为150r/min时,100mL模拟废水中Pb2+去除率达到97.8%,吸附后残留的Pb2+浓度仅为0.46mg/L,达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级标准。等温吸附实验表明,改性香蕉皮对Pb2+的吸附用亨利等温方程拟合较好。     

淀粉/AMPS/DMC高吸水树脂的合成及对重金属离子的吸附性能

以可溶性淀粉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体,过硫酸铵为引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)作交联剂,采用水溶液聚合法,合成了一种新型淀粉/AMPS/DMC高吸水树脂。通过红外光谱、扫描电镜和热重分析确定了所合成高吸水树脂的结构组成,并研究了其对Cu~(2+)、Ni~(2+)两种重金属离子的吸附能力。结果显示,淀粉/AMPS/DMC高吸水树脂对于CuSO_4和NiSO_4的吸附极限浓度均为2g/L,均在2~3 min内吸附完全,其等温吸附行为符合Freundlich方程。     

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。     

聚苯胺及其复合物对重金属离子的高效吸附性能

基于国外最新文献,系统总结了近年来聚苯胺及其复合物的制备方法及其重金属离子吸附性能,重点分析了吸附性能特征,指出聚苯胺及其复合物具有吸附下限浓度低、达到吸附平衡快以及解吸附性能优异等特点.填充有聚苯胺颗粒的吸附柱在动态处理初始浓度为83 ng/L的汞离子溶液时,经一次吸附与解吸循环操作后,汞离子的富集倍数可达120倍.应用于冷原子吸收光谱的待测样品的浓缩与富集,可以将汞的测试下限拓展到0.05 ng/L.聚苯胺及其复合物在痕量重金属离子的高效富集与灵敏探测等方面展示了广阔的应用前景.     

蒙脱土和高岭土对Pb2+的吸附

选择带结构负电荷的蒙脱土和带微量结构负电荷的高岭土,研究了其对Pb2+的吸附性能,并探讨了吸附机理。 研究表明,蒙脱土和高岭土吸附Pb2+的动力学曲线符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir方程。 Pb2+同时以内层络合和外层配合形式吸附,其相对量与pH值有关。 在pH值小于4和大于8的范围内,以内层配合物为主;而pH值在4～8范围内外层配合物比例增大。 Pb2+能进入蒙脱土的层间,而不能进入高岭土的层间;部分Pb2+可进入黏土颗粒的微孔中被固定。 蒙脱土对Pb2+的吸附能力和饱和吸附量明显高于高岭土。     

磁性壳聚糖复合微球的制备及其Cu~(2+)吸附性能

以球磨后的粉煤灰磁珠(MS)颗粒为磁核,通过溶胶凝胶法和反相微乳液法依次包覆SiO_2和壳聚糖(CS),制备了MS@SiO_2@CS磁性微球。利用扫描电镜及能量色散谱仪、热重分析仪、红外光谱仪、X射线衍射仪、振动样品磁强计对所得样品的结构和磁性进行了系统表征。结果表明,磁珠颗粒表面实现了逐层包覆,较均匀的分散于壳聚糖基体中,MS@SiO_2@CS微球的比饱和磁化强度可达7.04 emu·g~(-1)。Cu~(2+)离子吸附实验表明,所得磁性壳聚糖微球对Cu~(2+)具有良好的吸附能力,最大吸附量可达11.08 mg·g~(-1);而且可通过磁选法高效固液分离。吸附动力学研究表明,MS@SiO_2@CS微球对Cu~(2+)离子的吸附符合准二级动力学模型,以化学吸附为主。     

Crayfish Shell Waste as Safe Biosorbent for Removal of Cu2+ and Pb2+ from Synthetic Wastewater

Crayfish shell is an abundant natural waste and is also a potential biosorbent for pollutants, especially, heavy metals. In this study, the safety of the use of crayfish shell as a biosorbent was first assessed by release experiments involving primary heavy metal ions, such as Cu²⁺, Zn²⁺, and Cr³⁺, in aqueous solution under different environmental conditions. The release concentrations of heavy metals were dependent on pH, ionic strength, and humic acid; and the maximum release concentrations of heavy metals were still lower than the national standard. Specifically, Cu²⁺ and Pb²⁺ removal by crayfish shell in synthetic wastewater was investigated. The removal process involved biosorption, precipitation, and complexation, and the results indicate that crayfish shell is an excellent biosorbent for Cu²⁺ and Pb²⁺ removal. The precipitation step is particularly dependent on Ca species, pH, and temperature. The maximum removal capacities of Pb²⁺ and Cu²⁺ were 676.20 and 119.98 mg/g, respectively. The related precipitates and the generated complex products include Cu₂CO₃(OH)₂, Ca₂CuO₃, CuCO₃, Pb₂CO₃(OH)₂, CaPb₃O₄, and PbCO₃.     

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。     

Electrochemical sensor for Cd2+ and Pb2+ detection based on nano-porous pseudo carbon paste electrode

An electrochemical sensor based on self-made nano-porous pseudo carbon paste electrode (nano-PPCPE) has been successfully developed, and used to detect Cd²⁺ and Pb²⁺. The results showed that the electrodes can quantitatively detect trace Cd²⁺ and Pb²⁺, and with satisfied limit of detection, which has great significance in electrochemical analysis and detection.     

双水杨醛邻苯二胺柱前衍生-高效液相色谱法测定茶叶中的Pb~(2+)

建立了利用双水杨醛邻苯二胺希夫碱(SALOPHEN)作为衍生剂结合高效液相色谱(HPLC)测定茶叶中Pb~(2+)含量的方法。Hypersil ODS2 C18反相色谱柱(250 mm×4.6 mm,5μm)为固定相,甲醇-水(80∶20,v/v)为流动相,检测波长为226 nm,反应体系pH为10.0。结果表明,样品中Pb~(2+)的线性范围为0.1~30 mg/L,线性相关系数为0.998 8,检出限为0.01 mg/L,加标回收率为91.87%~96.96%。该方法具有较高的灵敏度和稳定性,适用于茶叶中Pb~(2+)的检测。     

中位-四(对烷氧苯基 )卟啉 Co2+、Cu2+、Zn2+、Pb2+配合物的合成与表征

Synthesis of fourteen new complexes of meso-tetrakis(4-alkoxyphenyl) porphyrins with Co²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Pb²⁺ were presented in this paper.Meso-tetrakis (4-alkoxyphenyl) porphyrins were prepared by condensation of 4-alkoxybenzaldehydes with pyrrole, then treated with corresponding metallic acetate to produce mentioned complexes, IR, UV, ¹H NMR, MS and elementary analysis were explored to confirm the structures of all theses new complexes.Characteristic spectrometric data of IR, UV, ¹H NMR related to these complexes have been systematically summarized.Ten of the fourteen complexes were found to exhibit liquid crystal properties.     

11-Mercaptoundecanoic acid functionalized gold nanoclusters as fluorescent probes for the sensitive detection of Cu2+ and Fe3+ ions

Metal ions are physiologically essential,but excessive metal ions may cause severe risk to plants and animals.Here,we prepared gold nanoclusters(Au NCs) protected by 11-mercaptoundecanoic acid(11-MUA),which have excellent fluorescence properties for the detection of metal ions.The results showed that the copper ions(Cu~(2+)) and iron ions(Fe~(3+)) in the solution have obvious quenching effect on the fluorescence intensity of Au NCs.The detection range of Fe~(3+) was 0.8–4.5 mmol/L(R~2= 0.992) and 4.5–11.0 mmol/L(R~2= 0.997).And Cu~(2+) has a lower linear range(0.1–1.0 mmol/L,R2= 0.993).When EDTA was added into the reaction system,it was observed that the quenching effect of Cu~(2+) and Fe~(3+)on Au NCs showed different phenomenon.Then,the effect of metal ions on the fluorescence of Au NCs was investigated.The selective detection of Cu~(2+) was achieved by EDTA masking of Fe~(3+).In addition,we realized the metal ions detection application of Au NCs in the serum     

脯氨酸与Cu、Cu+和Cu2+配位体系的计算研究

运用M06-2X和ωB97XD方法分别在6-311++G（2d,p）和TZVP基组水平上,对脯氨酸（Pro）的15种构象与Cu、Cu⁺和Cu²⁺形成的多种配合物的几何结构、能量学特征、振动光谱和电子结构等进行计算研究. 四种水平得到20种[Pro-Cu]、16种[Pro-Cu]⁺和16种[Pro-Cu]²⁺稳定结构. [Pro-Cu]和[Pro-Cu]⁺体系中出现12种Pro构象,而[Pro-Cu]²⁺体系中出现11种Pro构象,三种体系中最稳定的结构都不是由能量最低的Pro构象生成的. 在结构CI3、CI4、CII7和CII8中,Pro的羧基氢转移到亚氨基氮形成两性离子与Cu双配位结合. [Pro-Cu]^0/1+/2+体系四种水平计算相对能差范围逐渐增加,结合能分别在-60.0 --5.0 kJ·mol^-1、-340.0 --170.0 kJ·mol^-1和-1100.0 --860.0 kJ·mol^-1范围,配位体系中Pro的变形能逐渐增加. N―H和O―H键伸缩振动频率普遍发生红移,配位体系中部分电荷从Pro转移到Cu上,在[Pro-Cu]²⁺体系中单配位结构中电荷转移最多,约为单位负电荷.     

交联黄原酸壳聚糖对铅离子的吸附研究

以壳聚糖为原料,通过交联和黄原酸化反应制备出交联黄原酸壳聚糖,采用FT-IR和XRD表征了其结构,并探讨壳聚糖及交联黄原酸壳聚糖对Pb2+的吸附性能。研究了初始溶液pH值、温度以及吸附时间等因素对Pb2+吸附量的影响。结果表明,在Pb2+起始浓度0.01 M,起始溶液pH=5,室温25℃吸附2h条件下,壳聚糖和交联黄原酸壳聚糖对铅离子的吸附量分别为126.8 mg/g和238.9 mg/g,交联黄原酸壳聚糖吸附能力为壳聚糖的1.89倍。