镍渣表面理化特性及对Pb2+与Cu2+的吸附研究

利用多种表征手段对镍渣的组成和表面特性进行分析,证实了镍渣具备吸附废水中重金属的能力.实验所采用的水淬二次镍渣中含有含量较高的Si O2、Al2O3、Ca O、Mg O等活性成分,且具备由不同聚合度的Si-O四面体、Al-O四面体组成的骨架结构.此外,镍渣粉体表面的碱中心可以为金属阳离子提供有效的吸附位点,且表面在p H=4~12的范围内均带负电,这些都有利于金属阳离子的吸附.镍渣粉体对模拟废液中的Pb2+、Cu2+吸附实验结果显示,其对废液中的Pb2+、Cu2+均表现出较好的吸附效果,且对Pb2+表现出更好的选择性吸附效果.     

4A和13X分子筛去除水中重金属Cd2+及其吸附性能研究

以4A和13X分子筛为吸附材料,考察废水pH值和Cd²⁺初始浓度等对Cd²⁺去除率的影响,并研究了分子筛对Cd²⁺的吸附性能。结果表明,4A和13X分子筛投加量为0.16g/L、废水pH值为5、Cd²⁺浓度为20mg/L时,Cd²⁺去除率达到95%以上;分子筛对Cd²⁺的去除机理以离子交换吸附为主,交换出来的Na⁺与分子筛吸附的Cd²⁺摩尔浓度比为2;在吸附热力学和动力学方面,4A和13X分子筛均符合Langmuir吸附等温模型和Lagergren二级速率方程,计算的饱和吸附容量Q₀分别为150.15、163.67mg/g,二级反应速率常数K₂分别为2.45×10-3、3.96×10-4 g/(mg·s)。该吸附反应是一种单分子层反应速度较快的化学吸附过程。     

BLim1/2+(m=6、7)团簇的结构及储氢性能的研究

为开发新型储氢材料提供更为丰富的理论基础,采用B3LYP泛函在6-311++G(d,p)基组水平上对BLi₆⁺超碱团簇和BLi₇²⁺超碱土团簇的稳定性结构、电荷分布等方面进行理论研究,进而研究团簇的储氢性能。结果表明：两个离子团簇均比它们所对应的中性团簇均具有较高的动力学稳定性。两个离子团簇中的每个Li原子同时有效吸附2个氢分子,BLi₆⁺团簇中氢分子在团簇表面平均吸附能为0.969~2.162kCal/mol,储氢质量分数达31.56wt%。而BLi₇⁺团簇中氢分子在团簇表面平均吸附能为1.764~3.714kCal/mol,储氢质量分数达32.21wt%。它们的储氢性能表明BLi₆⁺团簇和BLi₇²⁺团簇均有望成为良好的储氢媒介。     

ZnGa2Se4:V3+ 光谱的理论研究

应用区分t₂和e轨道共价性的差异(包含静电部分和晶场部分)并考虑了低对称场的能量矩阵, 在考虑和忽略静电参量B₀₀的条件下, 分别研究了t₂和e轨道共价性的差异对三元半导体ZnGa₂Se₄:V ³⁺能级以及低对称分裂的影响; 计算了ZnGa₂Se₄:V ³⁺晶体的能级的低对称分裂, 并与实验值进行比较. 计算结果与实验值符合很好. 研究发现: 在对ZnGa₂Se₄:V ³⁺晶体的光学性质进行理论研究时, 在能量矩阵的静电和晶场部分同时考虑t₂和e轨道共价性的差异是非常有必要的; 晶场参量B₀₀对ZnGa₂Se₂4:V ³⁺的能级有重要影响, 因此不能忽略.     

Pu(H2O)53+和Pu(H2O)54+ 团簇的相对论密度泛函研究

用TPSSTPSS密度泛函方法, Pu离子和H₂O分子分别采用相对论有效原子实势(RECP)和6-31g基组, 研究了Pu(H₂O)₅³⁺和Pu(H₂O)₅⁴⁺ 团簇溶剂化和非溶剂化效应中的几何结构及紫外可见吸收光谱. 计算结果表明: 水溶剂环境对Pu(H₂O)₅³⁺及Pu(H₂O)₅⁴⁺ 团簇的几何结构影响都比较明显. NBO电荷分析表明水分子与钚离子之间没有直接的电荷转移. 所研究团簇的未配对电子都占据5f轨道. 在气相及水溶剂环境下, 所研究团簇的紫外可见吸收光谱存在较大差距. 主要的吸收峰大都源于f电子之间的跃迁.     

CdS/Ru（bpy）32+电致化学发光传感器的构建及邻苯二酚的检测

基于硫化镉量子点（CdS QDs）对三联吡啶钌（Ru（bpy）₃²⁺）电致化学发光（ECL）信号的增敏作用,在电极表面滴涂CdS QDs,然后引入含有多壁碳纳米管（MWCNTs）和金纳米粒子（Au NPs）的（Ru（bpy）₃²⁺）复合物（MWCNTs-Au NPs-Ru（bpy）₃²⁺）,得到了自增强CdS/Ru（bpy）₃²⁺ECL传感器.该传感器同时包含了ECL物质Ru（bpy）₃²⁺和共反应剂CdS QDs,具有自增强特点,MWCNTs和Au NPs的存在可进一步放大传感器的信号.邻苯二酚的电极氧化产物与Ru（bpy）₃²⁺之间存在能量转移,导致ECL信号淬灭,从而实现了邻苯二酚的灵敏检测,线性响应范围为5.0×10^-9~1.0×10^-5 mol·L^-1,检出限为1.5×10^-9 mol·L^-1.该传感器用于河水中邻苯二酚的检测,结果令人满意.同时,传感器也表现出良好的重现性和稳定性.     

NaBH4还原改性TiO2(B)及光催化性能研究

以TiCl₄为原料,在（CH₂OH）₂溶液中通过一步水热法制备单斜相二氧化钛[TiO₂(B)]。使用不同质量含量NaBH₄对TiO₂(B)进行还原改性,调控其内含Ti³⁺的浓度,合成了含Ti³⁺的TiO₂(B)-NaBH₄X样品。采用X射线衍射仪（X-ray diffraction,XRD）、拉曼光谱仪（Raman spectroscopy）、紫外-可见漫反射光谱仪（UV-visible diffuse reflectance spectroscopy,UV-DRS）、X射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS）对材料进行表征。改性后TiO₂(B)-NaBH₄X样品保持其原有晶体结构,并未发生相变,仅有结晶度的改变。原始TiO₂(B)禁带宽度为3.15 eV,通过改性,Ti³⁺的存在改变了禁带宽度,成功地将禁带宽度降低到2.82 eV,将吸光区域扩展到可见光区域。通过可见光光催化分解水制氢与可见光降解甲基橙试验,确立了TiO₂(B)-NaBH₄3样品有最好的可见光光催化活性,产氢速率达到0.58 μmol·h^-1·g^-1,6 h降解率达到40%。     

氧化石墨烯修饰玻碳电极循环伏安法检测污水中Hg2+

将氧化石墨烯修饰到玻碳电极上,并用扫描电镜对其在电极表面的结构形貌进行了表征。考察了该修饰电极对12种金属离子的选择性,对Hg²⁺的选择性最好,通过循环伏安法对该修饰电极与裸电极进行比较,修饰电极具有明显的化学响应。研究结果表明,对Hg²⁺测定的最佳实验条件为:0.10 mol/L 醋酸钠-醋酸缓冲液(pH 3.64) 2.5 mL,1.0 mol/L KNO₃ 6.5 mL。在1.0~10.0 μmol/L范围内,测定Hg²⁺的线性回归方程为:ΔI=2.7241C_Hg+9.0936(C_Hg的单位μmol/L),线性相关系数为0.9977,检测限(DL)为0.90 μmol/L。11次的相对标准偏差(RSD)为2.8%。回收率在99.4%~101.6%之间。我们用电感耦合等离子发射光谱仪(ICP)同时对样品进行了测定,两种方法测定结果相比较吻合性很高。     

KTaO3<-sub>:Cu2+的电子顺磁共振参量与局域结构理论研究

用基团模型的3d⁹离子在四角对称下的高阶微扰公式计算了KT_aO₃ 晶体中Cu²⁺杂质中心的g//因子!"! !# 和超精细结构常数"$ 和"##通过对四角,-./ 中心的012结果分析!发现杂质,-./ 占据了八面体)*$/ 的位 置!同时在,! 轴上的最近邻出现氧空位$34%#由于该空位引起的静电排斥作用!,-./ 将沿,! 轴在远34 方向上 位移一段距离!#%"5".’67#在考虑了上述的缺陷结构后!各向异性!     

红树林内源真菌 Fusarium sp#ZZF51吸附Cu2+的研究

 采用生物吸附法去除废水中Cu²⁺,研究了南海红树林内源真菌Fusarium sp#ZZF51吸附Cu²⁺的行为特性、吸附模型及吸附机理。结果表明：受试菌吸附Cu²⁺的吸附平衡时间为90 min,常温常压下吸附最佳pH值为6.5,Cu²⁺初始浓度50 mg/L,吸附时间90 min,此时受试菌对Cu²⁺的吸附率和吸附容量分别为82.14%和20.53 mg/g。Langmuir方程比Freundlich方程能更好地描述该受试菌对Cu²⁺的平衡吸附行为。通过比较受试菌吸附Cu²⁺前后红外光谱图得知,在吸附过程中,羟基和羰基都起着十分重要的作用。     

天然沸石的改性及其吸附Pb~(2+);Cu~(2+)的研究

以天然沸石为原料,结合废水处理应用中对吸附材料的要求,采用酸、碱、盐对沸石进行了改性;并利用改性沸石进行了去除溶液中Pb2+,Cu2+的方法、效果、影响因素和吸附机理的研究.结果表明,NaOH改性的沸石对Pb2+,Cu2+的吸附能力大幅度提高;随着初始浓度的增加,沸石的吸附容量也增加;改性沸石对Pb2+,Cu2+的吸附很快,在较短的时间内即可达到平衡;溶液的pH值越高越有利于沸石吸附Pb2+,Cu2+.     

沟戈登氏菌吸附Cu2+,Pb2+,Hg2+的重金属抗性研究

用Cu2+,Pb2+和Hg2+3种离子对沟戈登氏菌诱导培养的结果表明,这些离子能促进提高培养后的沟戈登氏菌对Pb2+和Hg2+的吸附活性,但对Cu2+的吸附活性则不明显,甚至有一定的抵抗作用·培养基中加入5 72mg/L的Cu2+连续培养时,沟戈登氏菌对Hg2+的吸附率由39%上升至98%,对Cu2+的吸附率由51%下降至35%,这种差别使吸附过程具有选择性·在利用微生物吸附工业废水中的重金属离子时,选择性诱导培养是提高微生物吸附能力的有效方法·     

非活性马尾藻对水中Cd2+和Ni2+的生物吸附及脱附研究

【目的】以马尾藻粉为生物吸附剂,研究其在静态实验中对Cd2＋ 和Ni2＋ 的吸附及脱附能力,并对吸附速度、动力学、重金属选择性和吸附剂再生等问题进行探讨.【方法】采用单因素法分析pH 值、初始浓度、平衡离子类型等条件因素对重金属吸附容量的影响,采用准一级和准二级动力学模型对Cd2＋ 、Ni2＋ 的吸附数据进行拟合.【结果】Cd2＋ 的最佳吸附条件为pH 值4.5、初始浓度500mg/L、平衡离子为NO3ˉ,Ni2＋ 的最佳吸附条件为pH 值3.0、初始浓度900mg/L、平衡离子为Clˉ;Cd2＋ 、Ni2＋ 的吸附平衡到达时间分别为50min和25min;准二级动力学模型对吸附数据的拟合效果更好,相关系数（犚2 ）均大于0.99;对混合溶液中不同重金属的选择性吸附顺序为Pb2＋ 〉Ni2＋ 〉Cd2＋ 〉Mn2＋ ;1.0mol/L HCl对Cd2＋ 、Ni2＋ 的理论洗脱率均可达到99%.【结论】马尾藻粉对Cd2＋ 和Ni2＋ 的吸附容量大,吸附条件温和,重金属脱附率高,是一种性能良好的生物吸附剂.     

Ordered SBA-15 mesoporous silica with high amino-functionalization for adsorption of heavy metal ions

Surface NH2 -functionalized SBA-15 mesoporous silica was synthesized using toluene diisocyanate (TDI) as a bridge molecule. First, the surface Si-OH groups of SBA-15 were reacted with the -NCO groups of TDI. Then, the remaining unreacted -NCO groups of TDI were reacted with the -NH2 groups of ethylenediamine (EDA). Finally, the NH2 -groups were successfully grafted onto the mesoporous SBA-15 surface by the above two-step method. XRD, N2 adsorption-desorption analysis, FT-IR, and 29 Si MAS NMR were used to identify the well-ordered structure and the successful incorporation of the -NH2 groups onto the surface of the synthesized materials. Characterizations revealed that such -NH2 grafting is an effective method to obtain a high loading of -NH2 groups onto the SBA-15. When subjected to toxic heavy metal ions in aqueous solution, the obtained NH 2 -functionalized SBA-15 showed very high adsorption rates 99.9%, 99.7%, 99.8%, 99.5% and 99.9% for Pb2+ , Cr3+ , Cd2+ , Ag+ and the Cu2+ , respectively, which is attributed to the strong complexation reactions between the metal ions and the grafted -NH2 groups.     

“微超酸”改性硅藻土对Pb~(2+),Cu~(2+),Cd~(2+)的吸附性能研究

以天然硅藻土为原料,通过微波、超声、酸化制备得到"微超酸"改性硅藻土.探讨了该改性硅藻土对水溶液中Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)3种重金属离子的吸附效果及影响因素.实验结果表明,在一定范围内,提高溶液pH值、延长吸附时间、升高吸附温度、增加吸附剂的用量均可提高3种金属离子的吸附去除效果;"微超酸"改性硅藻土对3种金属离子的等温吸附符合Langmuir方程.     

Biosorption of Cu（Ⅱ） and Pb（Ⅱ） by Auricularia polytricha

For searching biological material for heavy metal removal of waste-water, using macrofungus Auricularia polytricha as biosorbent for Cu^2＋ and Pb^2＋ removal was investigated. After shaking and biosorbing Cu^2＋ and Pb^2＋ in solution by biosorbents, the filtrates were tested by AAS and the adsorbed quantity of Cu^2＋ and Pb^2＋ was calculated. The biosorbents were effective in removal of Cu^2＋ and Pb^2＋ on the biosorbents that showed a high- est value around pH 5-6. The biosorption rate of Cu^2＋ and Pb^2＋ on A. polytricha biomass decreased with increasing the initial concentration of Cu^2＋ and Pb^2＋ in the medium. The biosorption of Cu^2＋ and Pb^2＋ on the biomasses follows pseudo-second order kinetics. The determined maximum biosorption capacities presented by the fungus biomass were 3.34 and 13.03 mg·g^-1 dry weight for Cu^2＋ and Pb^2＋, respectively by the biosorption equilibrium with Langmuir adsorption isotherm. According to the whole data analysis in each experiment of studying Cu^2＋ and Pb^2＋ biosorption including condition factors and adsorption isotherm, the adsorbed capacity of Pb^2＋ by A. polytricha biomass was bigger than Cu^2＋. The biosorption by A. polytricha was most effective when pH 5-6. The biosorbents are suitable for low Cu^2＋ and Pb^2＋ concentration waste-water, especially for Pb^2＋ removal.     

浮游球衣菌的分离及其对铅离子的吸附性能

利用改进后的菌种分离方法,从某污水中分离得到一菌株·研究了该菌株的菌落形态特征、菌株形态特征、生理生化特性、生长曲线、菌种保藏方法及其对Pb2+的吸附特性·经研究确定该菌株为第十四群鞘细菌类(sheathedbacteria)球衣菌属(Sphaerotilus)浮游球衣菌(Sphaerotilusnatans)·吸附实验结果表明:浮游球衣菌对Pb2+有很好的吸附效果,在10min内即可达到吸附平衡;在pH值约为5 5,菌的质量浓度为0 6g/L,铅离子初始质量浓度不大于20mg/L时,Pb2+去除率接近100%·     

HA的存在对活性污泥吸附Cu2+的影响

为探讨HA、金属Cu2+以及活性污泥三者间的相互作用关系,研究了在HA存在下,不同吸附时间、pH值、Cu2+质量浓度以及温度对活性污泥吸附Cu2+的影响,并从热力学、吸附前后活性污泥性状以及红外光谱等角度分析了活性污泥吸附Cu2+机理。结果表明,当活性污泥为2g/L、HA质量浓度为50mg/L、pH=6,Cu2+质量浓度为50mg/L时,经过90min达到吸附平衡,Cu2+吸附量为45.98mg/L,吸附率达到91.96%。研究发现,HA可以削弱Cu2+对活性污泥的毒性,活性污泥吸附Cu2+主要依靠氢键力和偶极间力,而多糖类、脂类C—O及苯环C—H等官能团在吸附过程中发挥着主要作用。     

Cu2+和Zn2+对模拟胃液中NDMA形成的影响

【目的】在模拟胃液条件下研究重金属Cu~(2+)和Zn~(2+)对内源致癌性N-二甲基亚硝胺(NDMA)形成的影响,并进一步探讨其作用机理。【方法】分别用气相色谱-质谱联用法(GC-MS)和离子色谱法(IC)来测定NDMA、二甲胺(DMA)和亚硝酸根(NO_2~-)含量。【结果】在模拟胃液条件下,Cu~(2+)和Zn~(2+)浓度高于50mg/L时,可以促进NDMA的形成,且当浓度由50mg/L增大到200mg/L时,Cu~(2+)促进率由1.16%增大到94.56%,Zn~(2+)促进率由21.32%增大到45.86%。在重金属浓度为符合或接近符合水质基准值1.0mg/L时,Cu~(2+)和Zn~(2+)对NDMA的形成也分别有16.88%和13.42%的促进率;而当重金属浓度为10mg/L时,两种离子却均抑制NDMA的形成。机理研究表明Cu~(2+)、Zn~(2+)促进NDMA的形成主要是由于其与DMA发生相互作用,进而导致NDMA形成。【结论】高浓度的Cu~(2+)和Zn~(2+)通过与DMA相互作用,形成活性中间体从而促进NDMA的生成。     

碳纳米管负载离子液体对铜离子吸附研究

采用浸渍法将手性离子液体1-乙基-3-甲基咪唑L-酒石酸盐(EMIML-Tar)负载到羧基化多壁碳纳米管(CNTs)上,对水溶液中Cu~(2+)进行吸附,考察了离子液体加入量、EMIML-Tar/CNTs吸附剂用量、Cu~(2+)初始浓度、pH、吸附温度、吸附时间对吸附性能的影响。结果表明,负载离子液体后能显著提高多壁碳纳米管对Cu~(2+)的吸附能力,当Cu~(2+)初始浓度为20 mg/L,吸附剂用量为25 mg,溶液pH为6.0,吸附温度为298 K,吸附时间为30 min时,EMIML-Tar/CNTs吸附剂对Cu~(2+)去除率达96%,吸附量为19.19 mg/g。应用2种动力学模型对吸附过程进行拟合,结果表明吸附过程可以很好地用准一级动力学方程描述。