羟丙基-β-环糊精-多壁碳纳米管复合材料与扁桃酸的吸附作用

 采用硝酸氧化法制备氧化多壁碳纳米管(MWNTs-COOH),在其表面引入羧基.以对甲苯磺酸(PTSA)为催化剂、二甲亚砜(DMSO)为溶剂,采用羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)修饰MWNTs-COOH,制备了分散性较好的羟丙基-β-环糊精-多壁碳纳米管 (HP-β-CD-g-MWNTs)复合材料.经透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)等测试后表明,HP-β-CD被成功接枝到多壁碳纳米管(MWNTs)表面.分散性研究结果表明,HP-β-CD-g-MWNTs复合材料在水溶液中的分散能力达到2.3mg/mL,这一属性使得该材料有望成为医学材料或药物载体材料.采用紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱法研究扁桃酸与HP-β-CD-g-MWNTs复合材料的相互作用,结果表明扁桃酸可能通过π-π堆积、极性相互作用及氢键吸附在复合材料表面.基于上述分子间作用力的形成,与碳纳米管作用的分子可望实现从碳纳米管表面得到控制释放或缓释.     

表面活性剂对多壁碳纳米管吸附磺胺二甲嘧啶的影响

碳纳米材料在吸附有机污染物方面有很好的应用前景,表面活性剂和抗生素是近年来倍受关注的两类新兴有机污染物.以多壁碳纳米管(MWNTs)为吸附剂,磺胺类抗生素磺胺二甲嘧啶(SM2)为模型化合物,采用批量平衡法研究了表面活性剂共存时对SM2在MWNTs上吸附行为的影响.实验表明:准二级动力学方程能很好地描述SM2在MWNTs上的吸附动力学过程;在吸附等温线实验中,阳离子表面活性剂CTAB在低浓度时抑制SM2在MWNTs上的吸附,高浓度时显著促进SM2的吸附,而阴离子表面活性剂SDBS及非离子表面活性剂Tween-60均对SM2在MWNTs上的吸附起到抑制作用;在离子强度对CTAB和SM2竞争吸附的影响实验中发现,离子强度越高,CTAB对SM2在MWNTs上吸附的促进作用越强.     

多壁碳纳米管吸附去除水中1,2,3 - 三氯苯

采用3种不同直径的多壁碳纳米管(MWNTs)对1,2,3 - 三氯苯(TCB)进行吸附实验.结果表明,随MWNTs直径减小,1,2,3 - 三氯苯吸附量增加.实验中发现MWNT(L-8)对TCB的吸附仅需150 min就能基本达到平衡,且最大吸附量达77.5 mg/g;其吸附动力学和热力学过程可分别用假二级反应动力学模型和Freundlich吸附等温线模型来描述.在278 K±1 K,288 K±1 K和298 K±1 K下进行的MWNT(L-8)吸附热力学实验所得到的如平衡常数(K~0)、吉布斯自由能(ΔG~0)、标准焓变(ΔH~0)、熵变(ΔS~0)等热力学参数表明,MWNTs吸附TCB过程为自发吸热反应.当pH值在2～11之间变化时,吸附量基本不变,表明H键对MWNTs吸附TCB过程无显著影响,MWNTs对TCB的强吸附作用可能是MWNTs表面存在的π电子与TCB苯环中的π电子形成π电子对的作用结果.     

MgAl-LDH/CNTs复合材料的制备及其对四环素的吸附研究

利用共沉淀法合成了碳纳米管复合改性的水滑石(MgAl-LDH/CNTs),并作为吸附剂去除水体中的四环素，研究其对四环素的吸附性能和机制。实验结果表明，碳纳米管成功复合到镁铝水滑石表面上。MgAl-LDH/CNTs在近中性条件下对四环素的吸附性能最强，吸附过程更符合准二级动力学模型和Langmuir模型，拟合得到的最大吸附量为44.163mg/g。MgAl-LDH/CNTs对四环素的吸附机理可能存在静电作用、氢键和π-π相互作用。研究结果可为水体中四环素的去除提供新方法。     

氮掺杂玉米芯生物炭对水中四环素的吸附研究

以农业废弃物玉米芯为原料,在双氰胺和碳酸氢钠的共同作用下经热解、活化得到氮掺杂玉米芯生物炭(N-CBC).利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积分析(BET)和红外光谱(FTIR)等手段对生物炭掺杂前后的形貌、组成和结构进行了表征,并系统分析了N-CBC对水中四环素的吸附性能、吸附动力学和吸附热力学.结果表明,在玉米芯、碳酸氢钠和双氰胺的质量比为1∶2∶0.7,700℃热解3 h的条件下制备的N-CBC对四环素的吸附性能最优,N-CBC呈多孔纹理结构,比表面积高达1 670 m²/g,为有机污染物的吸附提供了大量的活性位点,同时,氮的掺杂利于形成π-π共轭结构,促进吸附过程的进行.吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学研究表明,N-CBC对四环素的吸附符合准二级动力学模型,且为自发的多分子层物理吸附.     

褐藻对电镀废水中Au2+,Ag+,Cu2+,Ni2+生物吸附-解吸作用

研究电镀废水中金属离子Au2 ,Ag ,Cu2 ,Ni2 在褐藻(Laminaria japonica)上的生物吸附-解吸动力学.研究结果表明,Au2 ,Ag ,Cu2 ,Ni2 在藻粉上的生物吸附可以分为2个阶段.第1阶段为物理吸附,在10 min内快速达到平衡,其吸附过程可很好地用准二级动力学方程来描述,准二级速率常数(k2)分别为0.110 6,0.381 8,0.458 9,2.691 2 g·(mg·min)-1,平衡时吸附量(qe)分别为2.52,0.54,2.46,8.62 mg·g-.Au2 ,Ag ,Cu2 ,Ni2 在藻粉上的生物解吸过程与吸附的过程相似,也可以很好地用准二级动力学方程来描述,其动力学参数(k2)分别为10.650 8,4.926 4,0.655 6,0.031 2 g·(mg·min)-1,吸附量(qe)分别为0.20,0.07,0.84,29.41 mg·g-1.Laminaria japonica可用于处理电镀废水和废水中贵重金属的回收.     

海藻酸钠-碳纳米管凝胶吸附含Cu2+废水的研究

以1-乙基-3(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺(EDC)为相偶联剂,通过海藻酸钠(SAL)对碳纳米管(CNTS)进行修饰和改性,制备海藻酸钠-碳纳米管凝胶,用于处理含Cu2+废水.考察了pH值、吸附时间、吸附剂量等因素对Cu2+吸附性能的影响,并进一步探讨了吸附动力学及吸附等温线.结果表明,利用海藻酸钠对多壁碳纳米管进行改性,提高了分散性、比表面积和孔径,当pH值为5.8时,吸附率随着吸附时间的增长而增大,80min内达到吸附平衡,吸附过程符合准一级和准二吸附动力学模型,吸附等温线符合Freundlich和Langmuir方程,由Langmuir模型计算可知改性碳纳米管对Cu2+的最大吸附量为87.68mg/g.     

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。     

黑碳对沉积物和土壤中乙草胺吸附作用

黑碳是自然界普遍存在的物质,它对持久性污染物的迁移转化有重要影响.研究了沉积物和土壤中的黑碳在农药乙草胺吸附行为中的作用.结果表明:乙草胺在黑碳上的初始吸附符合一级动力学模型.在黑碳与有机碳相对含量较低(fBC/fOC=0.02～0.09)时,非黑碳的有机碳对吸附起主要作用.在黑碳与有机碳的相对含量较高(0.30～0.61)时,黑碳对吸附起主导作用,黑碳相对含量越高,对KOC影响越大.同时,建立了乙草胺吸附体系中KOC与fBC之间的关系模型用于预测不同黑碳含量的天然吸附剂对乙草胺的吸附能力.     

有机膨润土对废水中酚类物质的吸附性能

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为改性剂成功制备出有机膨润土,系统研究了溶液pH值和反应时间对有机膨润土分别吸附苯酚和2,4-二氯苯酚性能的影响,并探讨了其吸附过程的动力学。结果表明:CTAB成功插层钠基膨润土,层间距由1.05nm增加为2.04nm.在有机膨润土投加量为0.2g,苯酚溶液和2,4-二氯苯酚溶液pH值分别为6.80和6.65,溶液初始质量浓度为100mg/L,反应时间为40min,反应温度为30℃条件下,有机膨润土对苯酚溶液和2,4-二氯苯酚溶液的去除率分别为30.26%和93.61%.有机膨润土对苯酚和2,4-二氯苯酚的吸附过程均遵循伪二阶动力学模型。     

有机膨润土对水中2,4-二氯苯酚的吸附性能研究

探讨了不同吸附剂,吸附时间、溶液pH、吸附剂投加量,2,4-二氯苯酚初始质量浓度以及温度等因素下有机改性膨润土对水中2,4-二氯苯酚吸附效果的影响.结果表明:吸附剂质量浓度为10 g/L(投加量为0.25 g)时,在室温(30℃)和自然pH值的条件下,十六烷基二甲基苄基铵盐改性(DK3)对3 000 mg/L的2,4-二氯苯酚溶液吸附60 min吸附效果最好.吸附过程符合伪二级反应动力学模型,吸附等温线符合Langmuir型等温方程,Langmuir理论最大吸附容量在30℃时可达到281.8 mg/g,吸附热力学参数表明吸附过程是放热、自发的物理吸附过程.     

反应动力学拆分法合成(2S,4R)和(2S,4S)-6-庚烯-2,4-二醇

本研究以手性(S)-3-羟基-丁酸甲酯为原料,经TBSCl保护羟基、DIBAL-H还原及烯丙基锌试剂反应后合成(2S,4R/S)-6-庚烯-2,4-二醇中间体,利用anti/syn-1,3-二醇在进行丙酮叉保护以及脱丙酮叉保护时反应动力学性能上的差异,并通过高立体选择性的动力学拆分法合成出目标产物(2S,4S)和(2S,4R)-6-庚烯-2,4-二醇.     

聚多巴胺改性碳纳米管对Pb~(2+)的吸附性能

研究了聚多巴胺改性碳纳米管对水溶液中Pb2+离子的吸附性能,考察了初始pH和吸附时间对该吸附过程的影响.该过程的吸附动力学符合准二级动力学模型,通过Langmuir吸附等温式描述更为合适,属于单分子层吸附.同时,对聚多巴胺改性前后的碳纳米管吸附Pb2+的能力进行了对比研究.结果表明,多巴胺改性的碳纳米管对Pb2+的吸附性能优于原始碳纳米管,平衡吸附量可达34.0mg/g.     

葛根素在碳纳米管糊电极上的阳极伏安行为及其测定

用循环伏安法和控制电位库仑法研究了葛根素在多壁碳纳米管糊电极(MCNT-PE)上的阳极伏安行为及反应机理.在pH为5.72的B-R缓冲液中,葛根素于+0.64 V(vs.SCE)处产生一氧化峰.其电极反应是有吸附特征的不可逆单电子单质子过程.与碳糊电极(CPE)相比,葛根素在MCNT-PE上的峰电位降低,峰电流增加.表明碳纳米管对葛根素的电化学氧化有催化作用.探讨了产生催化作用的原因.拟定了方波吸附溶出伏安法测定葛根素的新方法.线性范围为8.0×10-7～2.0×10-5mol/L,检出限为3.6×10-7mol/L.用本法测定了药物制剂中葛根素的含量,测得值与标示值吻合,回收率在95.1%～104.0%之间.     

硼/磷掺杂单壁碳纳米管电子结构的第一性原理计算

利用第一性原理电子结构计算方法,基于密度函数理论(DFT),研究了硼(B)/磷(P)掺杂单壁碳纳米管.有无外电场时的总能量,Mayer键级,能带结构和态密度被计算.结果表明有电场时B/P掺杂单壁碳纳米管比无电场时更稳定.B/P掺杂单壁碳纳米管有特殊的能带结构,非常不同于B/N掺杂碳纳米管;由于硼/磷掺杂打破了单壁碳纳米管的对称结构,使得金属型碳纳米管被转换为半导体型.B/P掺杂单壁碳纳米管中的成键方式被详细研究.     

缺陷碳纳米管作为Pt的高效载体的理论研究

采用密度泛函理论,分别以原始碳纳米管(carbon nanotube,CNT)、单空位(single-vacancy,SV)缺陷碳纳米管、Stone-Wales(SW)缺陷碳纳米管为载体,对Pt原子在这几种载体内外表面的吸附行为进行了理论研究.通过计算吸附能、电荷,分析前线分子轨道和态密度,分别找出每种载体的内外吸附结构中最稳定的吸附构型,分析当缺陷存时对于碳纳米管负载Pt催化剂稳定性的影响.计算结果表明,Pt在原始碳纳米管内部吸附结构比外部吸附结构稳定,当以缺陷为载体时,Pt在碳纳米管外部吸附反而比内部更有利,且缺陷的存在使得吸附结构比原始碳纳米管更稳定,其中以SV缺陷为载体的结构无论是内吸附还是外吸附,对Pt的固定作用都是最好的.因此,可以通过在碳纳米管中引入SV缺陷结构来提高Pt催化剂的稳定性和耐久性.     

葛根素在碳纳米管糊电上的阳极伏安行为及其测定

用循环伏安法和控制电位库仑法研究了葛根素在多壁碳纳米管糊电极(MCNT-PE)上的阳极伏安行为及反应机理.在pH为5.72的B-R缓冲液中,葛根素于+0.64 V(vs.SCE)处产生一氧化峰.其电极反应是有吸附特征的不可逆单电子单质子过程.与碳糊电极(CPE)相比,葛根素在MCNT-PE上的峰电位降低,峰电流增加.表明碳纳米管对葛根素的电化学氧化有催化作用.探讨了产生催化作用的原因.拟定了方波吸附溶出伏安法测定葛根素的新方法.线性范围为8.0×10-1～2.0×10-5mol/,L,检出限为3.6×10-7mol/L.用本法测定了药物制剂中葛根素的含量,测得值与标示值吻合,回收率在95.1%～104.0%之间.     

2,4-二氯酚在多壁碳纳米管修饰电极上的电化学行为

采用滴涂法制备了多壁碳纳米管/壳聚糖修饰玻碳电极,并研究了2,4-二氯酚(2,4-DCP)在修饰电极上的电化学行为.结果表明,相比于裸玻碳电极,在修饰电极上2,4-DCP的氧化峰电流明显提高.此外,2,4-DCP的电化学反应是一个受扩散控制的完全不可逆氧化反应,其中有2个电子和2个质子参与,其扩散系数为1.585 7×10~(-5) cm~2/s.差分脉冲伏安法测量结果显示,2,4-DCP在0.1~1mg/L、1~10mg/L和10~80mg/L的范围内有良好的线性关系,检出限为0.01mg/L.修饰电极重现性和抗干扰能力较好.     

铋膜/碳纳米管修饰电极催化吸附溶出伏安法测定痕量的铬(英文)

通过两步电沉积方法制备了一种灵敏的铋/多壁碳纳米管复合膜修饰电极.首先用电解代替滴涂法将多壁碳纳米管沉积到玻碳电极表面,然后再把铋膜沉积到多壁碳纳米管上.提出了利用方波阴极吸附溶出伏安法分别测定水中总铬和六价铬的分析方法.在铜铁灵试剂的存在下,Cr(Ⅲ)和铜铁灵形成的络合物在-0.35V时通过吸附富集在修饰电极的表面,然后在阴极扫描(-0.35~-1.10V)过程中被还原.可以利用Cr(Ⅲ)或Cr(Ⅵ)的标准加入法直接测定水中总铬含量,也可以利用阴离子富集柱将Cr(Ⅵ)与Cr(Ⅲ)分离后单独测定水中Cr(Ⅵ)含量,分析结果与电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)相吻合.本法的检测下限在富集时间2min时为0.05μg/L,相对标准偏差为5.2%(n=75).     

树枝酞菁锌-单壁碳纳米管复合体系的合成

利用乙二胺对单壁碳纳米管进行氨基化修饰,进一步与四-[3,5-(二-4-羧基苯甲氧基)-苯甲氧基]锌酞菁发生酰基化反应.树枝酞菁锌-单壁碳纳米管化合物相对纯单壁碳纳米管能更好的溶解于有机溶剂二甲基甲酰胺中.通过紫外-可见吸收光谱和热重分析对所合成的树枝酞菁锌-单壁碳纳米管化合物进行了表征.本研究为碳纳米管在生物医学中的应用提供实验理论依据.