AOPAN纳米纤维金属离子配合性能及动力学分析

利用盐酸羟胺对静电纺聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜进行偕胺肟化改性制备偕胺肟聚丙烯腈(AOPAN)纳米纤维.同时,利用AOPAN纳米纤维分别与Cu2+、Cd2+以及Fe3+进行配位反应,对其与金属离子配合性能进行比较研究,并利用Freundlich吸附模型对离子配合等温数据进行分析.结果表明,AOPAN纳米纤维的离子配合过程基本符合Freundlich吸附模型.在连续5次吸附、解吸实验后,3种金属离子的解吸率与首次解吸率相比均保持在80%以上,AOPAN纳米纤维具有良好的重复使用性能.     

含偕胺肟基螯合纤维的制备及其吸附性能研究

用正交设计法研究腈结在碱的存在下,与羟胺反应制备含偕胺肟基螯合纤维的反应因素与吸附性能的关系; 探讨螯合纤维对金属离子的吸附特性并与水解腈给作比较; 用红外光谱表征了螯合纤维的化学结构.螯合纤维对An(3+),Cu(2+),Co(2+),Cd(2+),Pb(2+),Fe(3+),Zn(2+)等金属离子的吸附率为90%~100%,对An(3+)的饱和吸附量为140μg·mg(-1)。     

偕胺肟合汞(Ⅱ)纤维对硫酸根离子吸附性能的研究

以含偕胺肟基团的螯合纤维为原料,经Hg(NO3)2溶液化学处理,制得偕胺肟合汞(Ⅱ)纤维,研究了时间、温度、pH值和离子浓度等因素对偕胺肟合汞(Ⅱ)纤维吸附硫酸根离子性能的影响.并采用红外光谱仪和扫描电子显微镜对样品进行了表征.实验结果表明,偕胺肟合汞(Ⅱ)纤维对硫酸根离子具有较好的吸附能力,在反应时间为60min,温度为30℃,pH=4,硫酸根离子浓度为0.05mol/L时,最高吸附量可达1.740mmol/g,其吸附行为符合Langmuir等温吸附模型.     

偕胺肟基纤维对液相中Au3+吸附性能的研究

通过静态吸附实验测试了偕胺肟基纤维的静态吸金性能.考察了溶液pH值对偕胺肟基纤维吸附Au3+的影响,当pH值位于2～3之间时偕胺肟基纤维对Au3+具有最大吸附,达到2000mg/g纤维.偕胺肟基纤维在吸附溶液中Au3+的过程中受Nerst膜扩散的影响1,88min时吸附率达到97%,其吸附速率常数k=0.0197min-1;在25℃下偕胺肟基纤维对Au3+的吸附等温线符合Frendlich等温式,其中lnK=7.34,表明偕胺肟基纤维对Au3+具有很强的吸附性能,1/n<2,螯合吸附反应容易进行。     

过渡金属离子(Fe~(3+),Co~(2+),Ni~(2+))和UO_2~(2+)与不同取代基偕胺肟络合机理的理论研究

偕胺肟基对铀酰离子具有很强的络合能力及较高的选择性,目前已成为海水提铀吸附材料研究的热点.本文运用阿姆斯特丹密度泛函(Amsterdam density functional,简称ADF)方法研究了UO_2~(2+)、Fe~(3+)、Ni~(2+)、Co~(2+)与不同取代基(—OH,—NH_2,—H,—F,—CF_3)偕胺肟的络合反应.密度泛函理论(density functional theory,简称DFT)对这些配位化合物的几何结构进行优化和相关热力学参数的计算与收集.从键能强弱方面分析,不同取代基偕胺肟螯合的基本趋势都是Fe~(3+)最稳定的,而UO_2~(2+)螯合是最不稳定的.从热力学角度分析,表明偕胺肟最容易与UO_2~(2+)和Co~(2+)进行螯合,而取代基为—CF_3的偕胺肟最难与UO_2~(2+)和Co~(2+)进行螯合.在液相环境中不同取代基偕胺肟与UO_2~(2+)和Co~(2+)离子螯合的稳定顺序均为—NH_2—OH—H—F—CF_3.在η2构型中,偕胺肟比其他取代基偕胺肟更稳定,其中UO2+2与氨基偕胺肟螯合过程中的ΔG(吉布斯自由能变)最低为-646.65 k J/mol.     

聚丙烯腈螯合纳米纤维的制备及其吸附性能研究

用羟胺试剂与聚丙烯腈纳米纤维通过化学反应将部分氰基转化为偕胺肟基团,制备一种改性的聚丙烯腈纳米纤维,并研究了该纤维对金属Pb2+的吸附性能.结果表明:改性的聚丙烯腈纳米纤维对Pb2+具有较好的吸附性能.     

AOPAN纳米纤维膜的制备及其固定化漆酶研究

利用静电纺丝和偕胺肟化改性制备偕胺肟聚丙烯腈(AOPAN)纳米纤维膜,以戊二醛为偶联剂,其两端的醛基分别与AOPAN纳米纤维膜和漆酶上的氨基反应,进而固定化漆酶.研究了戊二醛交联条件与固定化漆酶的关系,同时测定了固定化漆酶的相关性能,结果表明,当戊二醛质量分数为5%、处理时间为10h时,固定漆酶效果最好.对游离漆酶与固定化漆酶进行酶促动力学分析发现,固定化漆酶与底物具有较好的亲和性.相对游离漆酶,固定化漆酶对温度和pH值的变化也表现出更好的稳定性,同时具备良好的储存稳定性和重复使用能力.固定化漆酶在4℃下保存20d,酶相对活性保持在63.6%以上,固定化漆酶经重复使用10次,酶相对活性保持在65.7%以上.     

纳米碘氧化铋/偕胺肟纤维的合成、表征及光催化性能研究

以Bi(NO3)3和KI为铋源和碘源,偕胺肟纤维为载体,通过液相合成制备出了纳米碘氧化铋/偕胺肟纤维(BiOI/AOCF)复合光催化材料.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)、能谱(EDS)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、电子能谱(XPS)和热重(TG)等手段对样品进行了分析表征.实验结果表明,BiOI呈薄片状均匀分布于纤维表面,属于四方晶相.BiOI以配位方式固载于偕胺肟纤维表面,BiOI/AOCF具有很好的稳定性.以罗丹明B为模拟污染物,考察BiOI/AOCF光催化性能,结果显示,纳米BiOI/AOCF展现出优异的光催化活性.重复使用结果表明,纳米BiOI/AOCF重复使用5次后对罗丹明B的降解率仍然可以达到97%.由于BiOI/AOCF具备制备简单、光催化性能优良、易于从降解体系中分离等优点,同时可以多次重复使用,因而具有广阔的应用前景.     

偕胺肟纤维对活性黄K-6G染料的吸附性能研究

以偕胺肟纤维(AOCF)为吸附材料,与Fe3+反应,制得偕胺肟-铁(Ⅲ)螫合纤维(AOCF-Fe(m)),继而用此纤维吸附水溶液活性黄K-6G染料,对其吸附工艺条件和吸附动力学进行了研究.研究结果表明,在温度为40℃、pH=2.0、反应时间为2 h的条件下,吸附效果最佳,饱和吸附量达593 mg/g;该吸附行为是单分子层吸附;吸附反应符合二级反应.     

胶质芽孢杆菌对重金属离子Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)和Cr~(3+)的吸附与解吸特征

采用微生物絮凝方法高效净化重金属废水并回收重金属离子以便循环利用的研究正受到业界的广泛关注.本文研究胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)K02菌株制得的微生物吸附剂对重金属离子Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)和Cr~(3+)的吸附与解吸作用.采用原子吸收法测定不同处理条件下各重金属离子的浓度,发现该吸附剂对单一金属离子的吸附可在2 h内达到平衡,10 min即可达到吸附平衡时吸附量的60%;对5种金属离子的吸附率均随吸附剂用量增加而呈现不同程度的升高趋势;对Zn~(2+)的吸附率在p H值4~7的范围内均较高,但对Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)和Cr~(3+)的吸附率受酸性影响较大;设置的起始离子浓度会显著影响吸附率.在对混合金属离子的吸附中,该吸附剂能同时吸附上述5种金属离子,并显示出对Pb~(2+)较强的选择性,吸附率能达到90%以上.采用草酸、草酸铵、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)和硝酸钠对吸附后的吸附剂进行解吸,发现草酸对Cu~(2+)解吸效果最好,解吸率能达到42.238%;EDTA-2Na对Pb~(2+)解吸率能达到64%以上.试验结果为该菌在处理重金属污染废水中的实际应用提供了基础资料.     

偕胺肟合铁(Ⅲ)纤维对分散红60~#的吸附研究

以腈纶纤维(PAN)为原料,与羟胺溶液反应,将纤维侧链上的腈基转化为偕胺肟基(NH2-C=N-OH),然后以这种功能化的腈纶纤维为基体,经配位反应将Fe3+螯合于纤维表面,形成偕胺肟合铁(Ⅲ)吸附纤维,再以此为吸附材料,吸附废水中的分散红60#染料.通过实验摸索确定了螯合纤维吸附分散红60#的最佳工艺条件为:pH=5.5,吸附时间为50min,温度为45℃.     

改性聚乙烯纳米纤维膜用于铀吸附的应用研究

以聚乙烯纳米纤维膜为基膜,通过预辐照触发接枝丙烯酸羟乙酯,随后通过硝酸铈铵引发在聚丙烯酸羟乙酯链上接枝丙烯腈和丙烯酸,最后进行胺肟化反应,合成一种新的偕胺肟基纳米纤维膜吸附剂,并将其命名为AO-PENFM.通过两步接枝的方法可以在聚乙烯膜表面构筑大比表面积的纳米结构吸附层.AO-PENFM的吸附行为使用12 ppm的铀...     

聚苯胺纳米纤维/Fe_3O_4纳米粒子磁性复合材料对水中痕迹量Pb~(2+)的吸附及快速分离性能

用静电自组装的方法制备聚苯胺纳米纤维/Fe3O4纳米粒子多功能复合材料,并研究该材料在水体系中对重金属离子的吸附及快速磁分离性能.结果表明:聚苯胺纳米纤维/Fe3O4纳米粒子多功能复合材料在水溶液中大部分稳定存在,不溶解也无明显团聚现象,对重金属离子有较好的吸附性能;HNO3溶液可将重金属离子从聚苯胺纳米纤维/Fe3O4纳米粒子多功能复合材料上解吸附以实现重复使用,且该解吸过程不破坏其物理结构.     

以大孔球状聚氯乙烯为骨架的多乙烯多胺树脂的合成及其吸附性能研究

采用新型的大孔球状聚氯乙烯与乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺反应,合成多乙烯多胺树脂,并研究了多乙烯多胺树脂对Au~(3+)、Ag~+、Hg~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)等金属离子的吸附性能。结果表明,多乙烯多胺树脂对Ag~+、Hg~(2+)的吸附容量较高,吸附率也较高,分别达97.1％和98.4％,对Cu~(2+)的吸附容量次之,对Zn~(2+)、Pb~(2+),Cd~(2+)的吸附容量较低。该树脂对Hg~(2+)、Ag~+的吸附选择性较好,对Au~(3+)的动态吸附率达98.2％。因此多乙烯多胺树脂具有一定的应用前景。     

胞外聚合物(EPS)的检测及受金属离子胁迫作用 的研究进展

胞外聚合物(EPS)是细胞外由微生物分泌的一种三维空间的大分子聚合物,其在污水生物处理系统中具有重要的作用.胞外聚合物具有一定吸附性能,使其在污水净化、环境治理方面有一定优势,既能吸附有机混合物,又能吸附无机金属离子,有很好的解毒作用.生物膜中一些金属离子的存在会对胞外聚合物产生相关影响,如Cu~(2+)、 Pb~(2+)、 Ni~(2+)、Al~(3+)等.对于胞外聚合物的提取,有高速离心法、加热法、EDTA法、NaOH法、超声法、CER法等,不同提取方法会对胞外聚合物的组分产生较大的影响.文章从胞外聚合物的性能、金属离子对胞外聚合物的影响、胞外聚合物的提取方法以及变化特征等方面阐述EPS的研究进展.     

纤维负载钯催化剂对1-溴萘和苯乙烯的Heck反应的催化性能研究

使用改性偕胺肟纤维为载体,制备了偕胺肟纤维-钯(Ⅱ)配合物[AOFs-Pd(Ⅱ)].采用SEM、XRD等手段对其结构进行了表征,并考察了AOFs-Pd(Ⅱ)对1-溴萘和苯乙烯Heck反应的催化性能及反应工艺条件对催化性能的影响.结果显示:在120℃、K2CO3为碱试剂、DMF/H2O=1∶1为溶剂,AOFs-Pd(Ⅱ)用量为0.12wt%,反应8h时,产率达88%.催化剂易于从反应体系中分离,并且可以重复使用6次.     

NaOH改性珍珠岩对重金属离子的吸附研究

以珍珠岩为吸附剂,经NaOH溶液改性后,进行Cd~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)的吸附实验,研究吸附剂碱改性对重金属离子的吸附性能.结果表明,碱改性后珍珠岩对Cd~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)的吸附去除率明显高于未改性的珍珠岩.在重金属离子溶液初始质量浓度为100 mg/L时,改性珍珠岩对Cd~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)的吸附率分别为54.15%,96.34%和48.69%;未改性珍珠岩对Cd~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)的吸附率分别为18.41%、29.31%和15.98%.碱改性吸附剂对3种重金属离子的吸附,以对Cu~(2+)的去除最佳,吸附去除容量大小为Cu~(2+)Zn~(2+)Cd~(2+).     

活性炭纤维电吸附去除水中Cd~(2+)的研究

采用不同浓度氢氧化钠溶液对活性炭纤维进行改性,利用改性后的活性炭纤维电吸附去除水中Cd~(2+)离子,结果表明:采用2 mol/L NaOH改性后的活性炭纤维具有更高的Cd~(2+)去除率.因此,实验采用2 mol/L NaOH改性活性炭纤维电极研究电压、温度、Cd~(2+)初始浓度对电吸附去除Cd~(2+)效果的影响.实验结果表明:电压越高,Cd~(2+)去除率越高;温度越高,Cd~(2+)去除率也越高,但是温度太高,溶液蒸发严重;Cd~(2+)初始浓度越大,Cd~(2+)去除率越低,但吸附容量增大.除此以外,电吸附循环实验表明Na OH改性活性炭纤维电极在电吸附Cd~(2+)过程具有良好的再生性.     

磷酸化木质素的合成及对铅离子的去除性能

针对碱木质素对水溶液中金属离子去除能力有限、难以直接作为重金属离子吸附剂的现状,对其进行磷酸化改性.采用红外光谱、颗粒电荷分析、扫描电镜、原子吸收光谱等方法研究改性木质素对Pb~(2+)的吸附性能及相关机理.结果表明:改性后的木质素表面粗糙多孔,比表面积由2.12 m~2/g增加至11.17 m~2/g,能快速吸附Pb~(2+)且性能明显优于原碱木质素,其主要是通过磷酸根、酚羟基、羧基等带负电荷官能团与Pb~(2+)的静电作用,以及分子中的H~+与Pb~(2+)的离子交换作用进行吸附;磷酸化木质素对Pb~(2+)的去除性能主要受投加量、Pb~(2+)初始质量浓度、pH值和温度的影响;随着木质素投加量和溶液pH值的增大,磷酸化木质素对Pb~(2+)的去除率升高,在30℃下对Pb~(2+)的去除率达92.36%.     

球磨纳米碳酸钙去除水中铅离子的吸附机理

通过球磨得到了纳米级CaCO_3,研究了它去除水溶液中Pb~(2+)的吸附机制。X射线粉末衍射(XRD)结果表明,吸附后样品中含有CaCO_3和PbCO_3;选区电子衍射(SEAD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)显微成像都证实,样品中有PbCO_3纳米晶粒生成,同时也存在CaCO_3表面的Pb~(2+)吸附;从宏观上探讨了吸附过程的吸附等温线和吸附动力学。结果表明,纳米级CaCO_3对Pb~(2+)的吸附作用机制是溶解-沉淀并伴有表面吸附。