基于三角架配体的硝酸钴配合物的酯催化水解动力学与机理研究

利用三脚架配体-钴(Ⅱ)配合物作为催化剂进行了水解催化4-硝基苯酚醋酸酯(NA)的研究.在pH7.5-9.4范围生成钴(Ⅱ)金属配合物(配体∶钴离子=1∶3),在25℃和不同的pH值条件下(pH7.5-9.4),通过观察4-硝基苯酚的释放速率研究了钴配合物催化4-硝基苯酚醋酸酯的水解反应动力学.结果表明,钴(Ⅱ)配合物可以作为有效的亲核试剂催化NA酯水解,水解速率v=(koMbsL[ML] kOH[OH-] k0)[NA],二级水解速率常数为0.197 mol-1.dm3.s-1.     

新型荧光传感器的合成及其对Al~(3+)的特异性识别

为了准确、方便地检测3价铝离子(Al~(3+))的含量,合成了具有酰腙基团的简单化学传感器2-羟基-1-萘甲醛草酰二腙(BHNOD);新型化学传感器BHNOD以酰腙基团作为结合位点,萘基作为荧光信号组,以结合Al~(3+)作为荧光开启反应;考察了传感器的水溶性,及其他金属离子、溶液pH、温度等对传感器的影响。结果表明:该传感器具有一定的水溶性,且与Al~(3+)络合后有很好的稳定性;相比于其他金属离子,该传感器对Al~(3+)表现出高的灵敏性和选择性,对Al~(3+)检出限为1.6×10~(-7)mol/L;溶液pH在5.5~7.5之间时,传感器与Al~(3+)络合后有较强的荧光强度,检测温度与时间对传感器的荧光强度几乎没有影响。     

多组分重金属复合体系在高岭土中的吸附差异

重金属环境污染问题日趋严重。针对利用黏土矿物高岭土治理多组分重金属环境污染的问题,本文研究了三种重金属离子镉(Cd~(2+))、铅(Pb~(2+))和铜(Cu~(2+))在土壤中广泛存在的高岭土于不同理化条件下(包括吸附时间、pH值、离子强度、重金属离子初始浓度)的吸附行为特性,以及两相与三相多组分重金属之间的竞争吸附行为。研究结果表明:在恒温条件下吸附达平衡后,高岭土对Pb~(2+)、Cd~(2+)和Cu~(2+)的吸附率均大于70%;当反应体系pH7.0时,高岭土对这三种离子的吸附率可达90%以上;而当离子强度大于0.05 mol/L时,吸附率降低近一半。在复合体系中,不同重金属离子在高岭土表面的竞争吸附作用使高岭土对各重金属离子的吸附量小于单一组分,其中,高岭土对三种重金属离子的吸附能力大小为Cu~(2+)Cd~(2+)Pb~(2+)。研究结果表明,高岭土对Pb~(2+)、Cd~(2+)和Cu~(2+)都具有良好的吸附能力,其吸附量受pH值、离子强度和竞争吸附作用的影响较大。     

响应面分析法优化蛭弧菌生长条件

为了优化蛭弧菌的生长条件,在前期研究确定适于蛭弧菌BD1生长的最佳pH、盐度、二价金属离子(Ca2+、Mg2+)、谷氨酸钠的浓度范围的基础上,综合考虑4个因子对蛭弧菌BD1生长的影响,利用Design Expert 6.0软件进行响应面分析,优化菌体生长条件,得到该菌株生长模型,并在模型最优值时得到各因子的水平。结果表明:BD1的最优培养条件为盐度(NaCl浓度)为2.9%,培养液pH值为7.4,Ca2+、Mg2+浓度为6.4 mmol,谷氨酸钠浓度为4.2 mmol。菌体生长过程中,盐度和二价金属离子,谷氨酸钠和二价金属离子,谷氨酸钠与盐度交互作用不显著,pH与盐度,pH与谷氨酸钠,pH与二价金属离子交互作用显著。菌体生长模型达到显著水平,可以对BD1在不同条件下的生长情况进行分析和预测。     

苯酚废水的光氧化降解研究

研究了UV/Fenton、日光/Fenton、UV/TiO_2和UV/Fe~(2+)等几种光氧化体系对模拟苯酚废水的氧化降解。结果表明,在上述几种光氧化体系中,UV/Fenton体系对苯酚的氧化降解能力最强,可很快地使苯酚矿化,日光/Fenton体系的降解能力次之;而UV/TiO_2与UV/Fe~(2+)体系对苯酚的降解效果较差。反应初始pH值与催化剂Fe~(2+)用量等因素对苯酚的降解均有很大影响,光Fenton反应体系中,pH值在3～4范围内,苯酚的矿化效果较佳,pH值超过此范围,矿化率则急剧下降;苯酚的矿化率随着Fe~(2+)用量的增加而逐渐增大,但当Fe~(2+)达到一定量时,再增加Fe~(2+)用量,苯酚的矿化率反而有所下降。     

金属离子对微细石英颗粒沉降特性的影响规律

为掌握不同金属离子对微细石英颗粒沉降特性的影响规律,通过沉降试验研究了Ca~(2+)、Mg~(2+)、Al~(3+)、Fe~(3+)离子浓度和pH值对石英沉降特性及表面电位的影响。结果表明,Ca~(2+)、Mg~(2+)对石英沉降产率和表面电位影响较小;Al~(3+)、Fe~(3+)存在时,合理的离子浓度和溶液pH值能够提高石英沉降产率;随着Al~(3+)、Fe~(3+)浓度的增加,石英沉降产率不断增加,石英颗粒表面Zeta电位不断向正方向移动且变化比较明显;Al~(3+)在溶液pH值为5时有利于石英沉降,且Zeta电位绝对值最小;Fe~(3+)在溶液pH值为3~10时能够促进石英沉降;增加溶液pH值会使石英颗粒表面Zeta电位向负方向移动,pH值越高,石英颗粒表面Zeta电位向负方向移动趋势越明显。     

金属胶束催化VI:在Brij35胶束中Zn(II), Co(II)配合物对PNPP水解的催化作用

合成了3个配体N,N,N′,N′,-四(2-羟乙基)-1,3-丙二胺(1),N,N,N′,N′,-四(2-羟乙基)-1,10-癸二胺(2),N,N,N′,N′,-四(2-羟乙基)-1,4-对甲苯二胺(3)及其与二价金属离子Zn (II)和Co(II)形成的金属配合物.在25℃,不同pH值下,研究了这些金属配合物在Brij35胶束溶液中催化PNPP水解的反应.其结果表明在催化PNPP水解反应中,其活性物种为2∶1(配体金属离子)的单核金属配合物.不同金属配合物的催化活性与配合物的桥联配体及反应的微环境相关.     

疏水性胍类离子液体萃取水溶液中的重金属离子

合成了疏水性胍类离子液体,考察室温下离子液体对水溶液中金属离子(Fe~(3+)、Cu~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+))的萃取能力。实验结果表明该离子液体对Fe~(3+)萃取具有高选择性,萃取率为90%;对其他金属离子萃取率仅为40%左右。为了进一步研究离子液体对Fe3+的萃取性能,分别从两相体积比、萃取时间、金属离子起始浓度及溶液pH等因素研究了其对Fe~(3+)的捕集效果。结果表明:室温下,0.2mL离子液体与5mL的FeCl_3溶液超声混合5min后,溶液中Fe~(3+)萃取率为90%;且溶液中金属离子的起始浓度对萃取效果影响较小,但溶液pH对其影响较大。通过实验与理论计算发现,离子液体对Fe~(3+)的萃取过程存在阳离子交换与离子对的共同作用机制,但离子对作用占主导地位。     

TiO_2悬浆体系光催化降解苯酚的研究

以高压汞灯为光源,研究了TiO2悬浆体系光催化降解苯酚的动力学规律,并考察了苯酚初 始质量浓度、催化剂投加量、溶液pH值、光强等对苯酚光解速率的影响.研究结果表明:该反应过 程可以用Langmuir-Hinshelwood(L-H)动力学方程描述;在一定条件下,催化剂的投加量、溶液 pH值均存在一最佳值;各因素对光催化降解苯酚反应影响的重要性排列顺序是,光照时间>pH 值>光照强度>TiO2投加量.     

TiO2悬浆体系光催化降解苯酚的研究

以高压汞灯为光源,研究了TiO2悬浆体系光催化降解苯酚的动力学规律,并考察了苯酚初始质量浓度、催化剂投加量、溶液pH值、光强等对苯酚光解速率的影响.研究结果表明该反应过程可以用Langmuir-Hinshelwood(L-H)动力学方程描述;在一定条件下,催化剂的投加量、溶液pH值均存在一最佳值;各因素对光催化降解苯酚反应影响的重要性排列顺序是,光照时间＞pH值＞光照强度＞TiO2投加量.     

原位聚合法制备胶囊氢氧化钙

在氧化钙消化成氢氧化钙的过程中,采用苯酚和甲醛反应生成的酚醛树脂原位包覆在Ca(OH)2表面,形成胶囊氢氧化钙。通过XRD、TEM和FT-IR等分析手段对产物进行了系统表征。结果表明:当苯酚-甲醛预聚体用量为20%,反应温度为80°C,反应时间为2 h时,酚醛树酯包覆Ca(OH)2的效果最佳。     

苯酚—BrO3—H2SO4体系振荡反应的研究

本文报道了苯酚——溴酸钾——硫酸体系的非催化化学振荡反应,研究了反应物浓度,反应温度、氯离子、自由基抑制剂(丙烯腈)等多种因素对化学振荡反应的影响,计算了反应活化能,分析了非催化反应的产物,研究了经典 Belousov—Zhabotinsky 振荡反应中常作为催化剂的金属离子(如 Mn~(2-),Ce~(2+)等)对非催化振荡反应的影响,最后对非催化反应的催化机理及控制机理作了初步探讨     

生物炭对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的单一及竞争吸附研究

分别以玉米秸秆、牛粪为原料,在500oC氮气保护的无氧气氛下热解生成玉米秸秆生物炭(BC)和牛粪生物炭(DMBC),分别探讨两种生物炭对水溶液中4种二价重金属离子(Cu~(2+),Pb~(2+),Ni~(2+)和Cd~(2+))的单一吸附效果,并进行4种重金属在生物炭上的竞争吸附实验,探讨金属离子间在生物炭上的相互作用关系。结果显示,两种生物质原料具有不同的元素组成,BC具有较大的比表面积,DMBC的平均孔径更大。在单一吸附过程中,BC对金属的吸附动力学过程具有相似性,而DMBC对不同金属的吸附速率差异较大。4种重金属离子在生物炭上的等温吸附过程可以用Langmuir方程较好地拟合,吸附容量的顺序为:Pb~(2+)Cu~(2+)Cd~(2+)Ni~(2+)。通过金属之间的竞争吸附实验,发现在生物炭上Pb~(2+)的竞争吸附能力最强,Cu~(2+)次之,而Ni~(2+)和Cd~(2+)竞争吸附能力较弱,其吸附过程容易受到其他二价金属离子的抑制。     

非抑制型离子色谱法测定水中锌、铅、铁、镁、锰、镉、钙

本文应用非抑制型离子色谱法,以乙二胺——柠檬酸水溶液作为流动相,探索了Zn~(2+)、Pb~(2+)、Fe~(2+)、Mg~(2+)、Mn~(2+)、Cd~(2+)和Ca~(2+)等七种金属离子在磺酸基阳离子色谱柱上的最优分离条件,研究了容量因子对乙二胺和柠檬酸的浓度以及pH值的依赖关系。对保留机理进行了讨论。对实际水样中七种金属离子进行了测定。     

微量汞催化动力学—离子选择电极法测定的研究

本文报导了 Hg~(2+)的一种新的催化测定方法,根据 Hg~(2+)催化 Fe(CN)_6~(3-)和CyDTA 的取代反应,采用固定时间法,用氰离子选择电极进行监测.该指示反应在pH4.5的醋酸盐缓冲液和75℃下进行,反应15分钟后,用冷水冷却使其终止.在 NaOH介质中测定由催化取代反应中释放出来的氰离子.电位差ΔE与 IgC_(Hg)在5×10~(-8)～1×10~(-5)mol/L 范围内成线性关系.测定结果与光度法十分相符,平均回收率为98%.     

γ-MnO_2的制备及其降解苯酚的动力学研究

用水热法制备出γ-MnO2,研究其对苯酚的降解过程.用X射线衍射仪(XRD)和比表面积及孔径分布仪(BET)对γ-MnO2结构和比表面积进行测定.实验结果表明γ-MnO2能够有效地降解苯酚,同时γ-MnO2被还原为Mn2+.pH值、苯酚的初始浓度和γ-MnO2的投加量是影响降解苯酚的主要因素,对降解动力学速率有显著影响,研究反应最初20 min的反应速率,pH值、苯酚初始浓度和γ-MnO2投加量对应的反应级数分别为-3.187 3、-0.423 5和0.173 4.降解热力学研究表明,反应活化能为5.301 kJ/mol,指前因子为4.98mM4.44·min-1.为更好地理解MnO2降解水中有机污染物基本原理提供了大量的有用信息.     

酿酒酵母吸附Zn2+的特性及其动力学研究

为利用啤酒酵母生物吸附去除重金属离子,以酿酒酵母为例,研究了无缓冲溶液体系对Zn离子的吸附特性和动力学。结果表明,当Zn2 的初始浓度是5.23~52.32 m g.L-1,酵母浓度约1.0 g.L-1时,初始pH值约5.6,反应38 h时,酵母对Zn2 吸附量为2.57~42.82 m g.g-1,去除率达到76.4%~92.8%,pH值升高0.55~1.28。酵母吸附Zn2 的动力学过程复杂,高浓度条件下脱附现象严重,仅部分反应时段符合准二级动力学方程。Zn2 初始浓度越高,准二级速率方程的常数越低,初始反应速率越快。酿酒酵母可以用于吸附除去水体中的Zn离子。     

水杨酸-硫脲树脂的合成及其对贵金属离子的吸附性能

以水杨酸、甲醛和硫脲为原料，在盐酸催化下经Mannich反应合成了水杨酸．硫脲螯合树脂(SFT)，测定了该树脂对金属离子Ni^2 ，Cu^2 ，Pb^2 ，Zn^2 ，Cd^2 ，Ag^ 及对贵金属离子Au^3 ，Pd^2 ，Pt^4 的吸附性能．研究了吸附时间、贵金属离子浓度对吸附性能的影响．结果表明，该树脂对贵金属离子具有较好的吸附能力和较快的吸附速率，吸附符合Freundlich等温式，液膜扩散是吸附的主控步骤．     

甘蔗渣木质素改性酚醛树脂胶粘剂研究

利用甘蔗渣木质素部分替代有毒苯酚和甲醛,制备了高强度的木质素基酚醛树脂(LPF)胶粘剂,探讨了木质素替代苯酚量、甲醛/苯酚摩尔比、催化荆浓度,反应温度以及反应时间等工艺条件对木质素基胶粘剂综合性能的影响,优化了制备LPF的工艺参数,比较了优化工艺条件下制备的LPF 胶粘剂与普通酚醛树脂(PF)胶粘剂的性能.结果表明,替代了50%苯酚的甘蔗渣LPF胶粘剂的综合性能优于普通PF胶粘剂,LPF胶在一定储存期内的胶粘强度仍高于PF胶.     

Fe-Cu催化还原法处理硝基苯类化合物废水

以硝基苯、4-氯硝基苯、4-硝基苯酚与2-硝基苯酚为目标污染物，对比了铁单独处理和铁铜联合处理的效果，并研究了硝基苯与4-氯硝基苯、4-硝基苯酚、2-硝基苯酚双组分混合以及2-硝基苯酚与4-硝基苯酚双组分混合状态下，Fe-Cu催化还原体系降解各组分的效果和相互影响．结果表明：铜可以催化铁屑法对硝基苯的还原；无论是单一组分还是混合状态下，硝基苯类化合物的催化还原降解反应均符合准一级反应动力学；除2-硝基苯酚以外，其他硝基苯类化合物均是以混合状态存在时催化降解速率比其单独存在时的慢；在双组分混合溶液中，另一种化合物对硝基苯催化还原降解产生的抑制作用大小为：2-硝基苯酚〉4-硝基苯酚〉4-氯硝基苯．化合物的扩散速率越快，表面反应速率越慢时，它对混合溶液中其他共存硝基苯类化合物的催化还原反应速率抑制作用越大．