高锰酸钾改性核桃壳基生物炭对水溶液中Cu~(2+)的吸附性能

为提高核桃壳基生物炭吸附水溶液中Cu~(2+)的效率,用不同浓度高锰酸钾溶液对高温(600℃)热解制备的核桃壳基生物炭进行改性.通过N_2吸附等温线、SEM-EDX和XPS对改性前后核桃壳基生物炭的结构特征和表面化学特性进行分析,结果表明:改性核桃壳基生物炭表面添加了新的含氧基团,含氧基团主要以Mn—O和Mn—OH的形式与锰基团结合.在温度为25℃、pH为5.3的条件下改性核桃壳基生物炭对Cu~(2+)的最大吸附能力为61.35 mg/g,是未改性核桃壳基生物炭的5.3倍.改性核桃壳基生物炭吸附Cu~(2+)能力的增加主要是因为表面负载了MnO_x和氧基团.     

聚合物改性膨润土对钢渣渗滤液及其Cr(Ⅲ)离子的阻隔与吸附特性研究

【目的】针对传统膨润土防渗衬垫在侵蚀性环境中防渗性能会大幅劣化的难题，自主研发了一种聚合物改性膨润土。【方法】通过渗透实验研究了聚合物改性膨润土对高盐溶液、强碱溶液和实际钢渣渗滤液的渗透系数，并采用Batch吸附实验探究了吸附时间、溶液pH值和溶液浓度对聚合物改性膨润土吸附钢渣渗滤液中Cr(Ⅲ)离子的影响。【结果】实验结果表明：未改性的钠化钙基膨润土对侵蚀性溶液的刚性壁渗透系数高达1×10^-8 m/s,而聚合物改性膨润土对高盐、强碱和钢渣渗滤液的柔性壁渗透系数均小于1×10^-11 m/s,且刚性壁渗透系数约为3×10^-11 m/s,在高盐、强碱等侵蚀性环境中表现出更优越的防渗性能。【结论】聚合物改性膨润土对Cr(Ⅲ)的吸附量随着吸附时间、溶液pH值和溶液浓度的增加而增加。钠化钙基膨润土和聚合物改性膨润土对Cr(Ⅲ)吸附符合准二阶吸附动力学模型；Langmuir等温吸附模型更好地描述了钠化钙基膨润土和聚合物改性膨润土对Cr(Ⅲ)的吸附特性。     

稳定两性离子表面的构筑及其抗蛋白质吸附性能

通过溶胀-锚定(swelling-anchoring)法,用含刚性疏水胆固醇侧基的磷酰胆碱基二元无规共聚物(PMC)构筑稳定两性离子表面涂层,并以含柔性疏水十二烷基酯侧基的磷酰胆碱基二元无规共聚物(PML)为参照聚合物。以水接触角为考察指标对浸涂工艺进行优化。结果发现,丙酮中溶胀5 s后,迅速在质量分数为0.2%PMC73聚合物溶液中浸涂2 h,所得磷酰胆碱两性离子聚合物涂层s-PMC-PC的亲水性最佳,XPS测试结果表明,表面N和P含量分别为2.50%和2.72%。该涂层经过100℃加热2 h和空气中放置2个月处理,接触角基本不变,说明涂层表面稳定性优异;经过75%乙醇中浸泡6 h,1%SDS超声15 min处理,接触角虽然有所升高,但仍远低于对照聚合物涂层,说明该涂层界面附着力有所提高。s-PMC-PC涂层表面抵抗非特异性蛋白质吸附性能优异,Fg和BSA蛋白吸附量可分别降低91.5%和90.8%。     

改性粉煤灰基烟气脱汞吸附剂氧化性能分析

为提高粉煤灰基吸附剂对单质汞的氧化性能,分别用NaBr、NaCl溶液对粉煤灰基烟气脱汞吸附剂进行浸渍改性,分析了改性前后吸附剂的物理性能,并研究了改性溶液浓度和烟气温度对Hg 0氧化率的影响。结果表明：用浓度为5%的NaBr溶液改性得到的吸附剂对汞的氧化率为79.43%,饱和吸附量约为1 700 ng/g,使用寿命约为480 h。烟气温度对Hg 0的氧化吸附影响显著,最佳温度范围为100~200 ℃。     

铝基超疏水表面制备与形成机理

本文通过NaCl和C6H12N4混合溶液140℃热处理铝箔表面,再经氟化制备出铝基超疏水表面,并用扫描电镜分析了不同温度的混合溶液处理后铝箔表面形貌。研究表明:混合溶液的反应温度直接影响着铝表面形貌,决定着疏水性质。结果显示,具有微米级类花朵形状的表面表现出超疏水性。     

硅表面改性及其生物学研究

为了增加海马神经元在以硅为基底的微电子器件表面的黏附和生长,采用化学方法对集成电路的衬底材料硅进行了表面改性,并对改性前后的硅表面进行了x射线光电子能谱分析、原子力显微镜形貌分析和接触角测定.用改良的考马斯亮蓝法对硅片和改性后的硅片进行了蛋白质吸附研究,并采用荧光显微镜观察了胎鼠海马神经细胞在改性前后硅表面的黏附行为.结果表明,改性后的硅表面接触角减小,粗糙度增加.蛋白质吸附结果表明硅的改性能减少蛋白质的吸附.海马神经细胞在改性硅前后表面的黏附行为研究表明,未改性的硅片上几乎不能黏附海马神经细胞,而改性后硅片上能显著增加海马神经细胞的黏附和生长,并能形成神经细胞网络.     

高温高盐水中月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱在砂岩表面吸附规律研究

月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱表面活性剂在高盐含量水中具有较好的起泡性能,但在砂岩表面的吸附量尚不明确。本文利用Shim-pack VP-ODS 4.6 mm×250 mm色谱柱、紫外检测器,优化了流动相组成、流速、柱温等色谱条件,建立了高盐水中月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱的高效液相色谱检测方法。吸附性评价表明：温度为110℃、NaCl质量浓度为25×10⁴ mg/L的水中,质量分数小于1%的月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱在80～100目石英砂表面吸附量小于2 mg/g;在温度为110℃、水中NaCl质量浓度为(20～25)×10⁴ mg/L条件下,质量分数为0.4%月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱在80～100目石英砂表面吸附量随溶液中NaCl含量的增加而增加;在110℃、水中NaCl质量浓度为22.5×10⁴ mg/L、CaCl₂质量浓度为(0～3)×10⁴ mg/L条件下,质量分数为0.4%的月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱在80～100目石英砂表面吸附量随溶液中CaCl₂含量的增...     

光接枝技术构筑仿细胞外层膜两性离子表面

采用硅烷化反应将叔胺氢给体偶联到羟基化盖玻片表面,在含二苯甲酮(BP)光敏剂的2-甲基丙烯酰乙氧基磷酰胆碱(MPC)单体溶液中进行光接枝聚合。用X射线光电子能谱(XPS)对改性表面的化学结构进行表征,接触角对改性表面亲/疏水性能进行测定,蛋白质吸附和血小板黏附评价其抗生物污染性能。结果发现,与未改性表面相比,经含叔胺的硅烷化试剂处理后,基材表面形成了一层胺基化有机无机杂化过渡层;光接枝PMPC后表面于400.2 eV处和131.6 eV处分别出现了N峰和P峰,相对含量分别为4.47%和4.80%,且表面Si2p相对含量显著降低,同时,光接枝各步反应表面接触角变化可间接表明材料表面成功接枝PMPC聚合物。所得两性离子表面蛋白质吸附量降低了91.3%~92.4%,基本不发生血小板黏附。硅烷偶联剂的应用不仅能够提供表面接枝反应所需的自由基源,而且还可增强两性离子聚合物刷涂层与基材表面的黏结强度,对进一步研究涂层稳定性与血液相容性之间的关系奠定了基础。     

基于凹凸棒土的水杨酸表面印迹聚合物的制备及吸附性能评价

以水杨酸(SA)为模板分子,改性凹凸棒土为载体,制备表面印迹聚合物(MIP)。用静态吸附实验考察MIP的吸附性能,用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X线衍射仪(XRD)和Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积及孔径分析仪表征MIP表面官能团、晶体结构和孔结构。结果表明:MIP对水杨酸的吸附约在120 min达到平衡且动力学符合准二级动力学模型,Langmuir方程能较好地解释吸附等温行为且为单层吸附。初始pH通过影响吸附剂与SA间的氢键而影响MIP对模板分子的吸附,MIP具有较好的再生性能。MIP相对于非印迹聚合物(NIP)对SA有更好的选择吸附性能。     

硅藻基水化硅酸钙的表面改性与次甲基蓝吸附性能

目的优化低品位硅藻土的孔结构与表面性质,改善其染料脱除性能.方法采用水热处理方法,使硅藻土与适当质量比的氢氧化钙在90℃不饱和水蒸气环境中反应24 h,所得低结晶度水化硅酸钙(CSH(B))不仅充分保留了硅藻土原有的规则多孔结构,同时引入丰富的微小孔隙;经进一步表面改性,硅藻基CSH(B)对水溶液中次甲基蓝染料表现出明显的脱色作用.结果 40℃、染料初始质量浓度25 mg/L条件下的120 min吸附量达3.033 9 mg/g,且吸附容量随染料初始质量浓度及环境温度的提高而进一步增大;动力学分析发现,水溶液中硅藻基CSH(B)对次甲基蓝的静态吸附属自发进行的吸热过程,可采用伪二次动力学方程加以描述.结论经孔结构调整并表面改性后,低品位硅藻土的染料吸附能力明显提高.     

酯基Gemini阳离子表面活性剂的表面化学性质与胶团化作用

通过电导率和表面张力的测定,系统地研究了不同温度下烷基-α,ω-双(二甲基酰氧乙基溴化铵)(Ⅱ-12-s)酯基G em in i表面活性剂的表面活性及其溶液表面吸附和形成胶团的热力学函数。结果表明:在298~318 K,临界胶团浓度(CM C)和平衡表面张力(γ)分别为2.51×10-6~4.24×10-6m o l/L和32.9~34.2 mN/m,表面吸附和形成胶团的自由能分别为-68.78~-77.20kJ/m o l和-40.91~-49.80 kJ/m o l,Ⅱ-12-s在溶液、表面吸附及形成胶团过程中均为熵驱动过程。     

球形硅胶表面镉离子印迹聚合物的制备与性能研究

通过在碱性条件下正奎酸乙酯(TEOS)水解合成球形硅胶,用2-醛基吡啶和N-3-(三甲氧基硅基)丙基乙二胺在镉离子存在的条件下,对其表面进行修饰,从而形成对镉离子具有选择性吸附的印迹聚合物,并对其吸附性能进行了研究。     

镧基改性Fe_3O_4吸附废水中磷酸盐研究

使用镧基改性材料去除废水中磷酸盐已备受关注,然而,如何有效回收镧基吸附剂是有待解决的关键难题。本研究采用水热法合成磁性Fe_3O_4镧基改性复合材料,并以该复合材料作为吸附剂,深入研究了磷酸盐吸附动力学和等温吸附,以及竞争离子、溶液pH值对其吸附效果的影响。研究结果显示,该镧基改性复合材料在吸附磷酸盐120 min后即可达到平衡,吸附过程符合准二级动力学模型。吸附等温线可较好地为Langmuir模型所描述,当温度为25℃时,其最大磷吸附容量可达69.60 mg/g。溶液pH值对复合材料吸附能力有较大影响,在pH值为3～5范围内,其磷吸附能力最高。废水中常见的阴离子对磷酸盐的吸附影响可基本忽略,表明该复合材料对磷酸盐具有较好的选择性。     

改性污泥基吸附剂对水中铬(Ⅵ)的吸附性能研究

以城市污水厂脱水污泥为原料,采用添加发泡剂辅助的方法制备了污泥基吸附剂,并对部分污泥基吸附剂进行3 mol/L HNO_3改性,研究了2种改性污泥基吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附行为.结果表明:HNO_3改性改善了污泥基吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附性能,pH是影响污泥基吸附剂吸附去除Cr(Ⅵ)的关键因素,最适pH在1.0~3.0,最佳吸附时间为3 h.25 ℃下改性污泥基吸附剂吸附Cr(Ⅵ)符合Langmuir吸附模型,准二级动力学模型能很好地描述HNO_3改性前后污泥基吸附剂的吸附行为.     

污泥基生物炭对重金属的吸附作用

为研究市政污泥基生物炭对重金属的吸附性能,进而作为吸附材料应用于污染修复中,在900℃下无氧热解制备生物炭,利用静态平衡法测定生物炭对重金属Pb、Zn、Cu、Cd的吸附效果。结果表明:污泥基生物炭具有良好的吸附性能,吸附容量比市售活性炭高一个数量级,对Pb、Zn、Cu、Cd的最大吸附量实测值分别为(104.15±1.60)mg/g、(36.05±0.87)mg/g、(41.30±1.38)mg/g和(37.17±2.59)mg/g。污泥基生物炭具有很强的pH缓冲能力,平衡后溶液pH值大幅提高约2~3,溶液可由酸性变为近中性甚至碱性。平衡过程中,污泥基生物炭可释放大量的Ca2+离子,释放量与重金属离子初始质量浓度正相关,在0.2%污泥基生物炭投加、重金属质量浓度250mg/L以内时,Ca2+离子质量浓度为32.07~72.86mg/L。污泥基生物炭具有很强的重金属吸附能力,主要吸附机理为表面沉淀和离子交换。     

木钠、改性木钠的微观结构 及其在煤表面吸附膜厚度的测定

采用环境扫描电镜和椭圆测厚仪分别测定了木质素磺酸钠(以下称木钠)及改性木钠在溶液中的微观结构和在光滑的煤表面的吸附膜厚度，从微观结构和吸附膜厚度两方面揭示了改性木钠制浆性能优于木钠的内在原因。研究表明:改性木钠球形结构更加分散，簇状结构明显减少，对提高吸附效率，增加吸附量，极大程度地改善煤表面的疏水性极为有利；改性木钠的空间位阻作用与未改性木钠相比较，其表面吸附膜厚度增加1倍左右。     

硅胶的改性及其脱碳性能研究

以稀硫酸溶液改性硅胶得到新型CO2吸附剂,探究CO2静态吸附中的硫酸浓度(cs)与吸附温度(ts)对CO2吸附量的影响,得到了最佳制备与吸附条件:cs=0.125 mol·L-1,ts=20℃,此时CO2吸附量可达33.97 mL·g-1.为了揭示吸附剂结构性能,分析吸附机制,对吸附剂进行氮气吸脱附分析,结果表明:硫酸溶液的浸渍具有清理硅胶孔道与扩孔效果,增加硅胶表面羟基数量,对CO2吸附有着良好的促进作用,有效地降低了CO2吸附温度的敏感性.通过对改性吸附剂的吸附动力学与热力学分析,表明改性后吸附剂符合准二级动力学模型.在不同吸附温度下,热力学参数保持VH0>0,VS0>0,VG0<0,表明反应是吸热过程,改性后吸附反应正向自发,温度越高自发进程越快.另外吸附剂重复使用10次后仍然保持较高吸附效果,为工业应用提供了可能.     

负载铁生物炭的制备、表征及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以小麦秸秆为原料热解制备生物炭,分别用FeSO_4/FeCl_3和FeCl_3对生物炭进行表面改性。表征结果显示,改性生物炭表面存在磁性颗粒和Fe—O基团,负载铁后生物炭的比表面积和总孔体积显著增大。吸附实验结果表明,改性后生物炭吸附Cr(Ⅵ)的吸附性能优于未改性生物炭,且以FeSO_4/FeCl_3改性的生物炭吸附性能更佳,在Cr(Ⅵ)溶液初始pH为2、初始浓度为100 mg·L~(-1)、温度为30℃、振荡速率为150 r·min~(-1)、生物炭投加量为4 g·L~(-1)、吸附时间为48 h的条件下,FeSO_4/FeCl_3改性的生物炭对Cr(Ⅵ)的去除率达93.9%;负载铁生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。     

聚磺酸甜菜碱功能化金纳米粒子的抗蛋白吸附

针对金纳米粒子(GNPs)在体内吸附蛋白质从而引起生物相容性的问题,通过两性离子聚合物表面修饰来提高金纳米粒子的抗蛋白吸附性能。通过可逆加成断裂链转移聚合(RAFT)制备了聚磺酸甜菜碱(PSBMA),并利用巯基与金之间的强耦合作用获得了PSBMA修饰的金纳米粒子PSBMA-@-GNPs。利用UVvis光谱、动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)证实了PSBMA-@-GNPs的核-壳纳米结构。以牛血清白蛋白(BSA)为蛋白模型,对比了GNPs、PEG-@-GNPs和PSBMA-@-GNPs对BSA的吸附性能。研究结果表明:由于表面PSBMA特殊的聚合物长链和两性离子结构,大大降低了GNPs的蛋白吸附。     

碳氟表面活性剂改性活性炭对罗丹明染料的吸附性能

以十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、曲拉通、阴离子碳氟表面活性剂FS-62和非离子碳氟表面活性剂FS-3100为改性剂对颗粒活性炭进行改性,并将改性活性炭用于模拟废水中罗丹明B染料的吸附脱色性能研究。考察了活性炭吸附过程中改性剂种类、改性活性炭用量、吸附时间、体系温度等因素对活性炭吸附性能的影响。正交实验结果表明,碳氟表面活性剂FS-62改性活性炭用量为0.3 g/L、吸附时间为40 min、体系温度为70℃条件下,改性活性炭对罗丹明染料的脱色率较高。利用扫描电子显微镜分析了活性炭改性前后的形貌特征,并初步探究了FS-62改性活性炭对罗丹明染料的脱色吸附反应动力学特性。