离子液体负载型碳纳米管吸附除砷研究

通过浸渍法制备4种离子液体负载型碳纳米管吸附材料,分别采用静态法和动态法考察其对溶液中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的去除性能。研究结果表明:负载离子液体的碳纳米管对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)具有较强的吸附作用,吸附过程属于单分子层的化学吸附,吸附行为符合Langmiur吸附;Im-CNT,tBu-CNT,Nme-CNT和Nmb-CNT这4种吸附材料对As(Ⅲ)的去除效果优于对As(Ⅴ)的去除效果;负载氮氧杂冠醚型离子液体的碳纳米管对砷的去除效果比负载咪唑型离子液体的碳纳米管的去除效果更优,说明冠醚型离子液体的空腔结构对砷具有良好的配合性能,同时,冠醚结构中取代烃基的长度对砷的去除也有一定的影响。     

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.     

多壁碳纳米管-离子液体修饰电极测定Cu~（2＋）

采用涂覆法制备多壁碳纳米管（MWCNT）-离子液体（[BMIM]PF6）修饰电极,研究Cu2＋在该修饰电极上的阳极溶出伏安行为。考察了实验条件对Cu2＋电化学行为的影响。研究表明,Cu2＋在修饰电极上可得到灵敏的溶出峰。在优化的实验条件下,Cu2＋在1.0×10-6～1.0×10-5mol/L浓度范围内与其氧化峰电流呈...     

预处理对碳纳米管吸附储氢性能的影响

以Fe/S iO2为催化剂,采用化学沉积法裂解乙炔制备了多壁碳纳米管。研究了预处理对碳纳米管储氢性能的影响。使用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)和低温N2吸附(BET)对预处理前后的碳纳米管进行表征。结果表明:酸处理和热处理对碳纳米管的重量储氢容量有明显的影响,经酸处理后的碳纳米管样品在充氢压力10M Pa和30°C条件下的饱和重量储氢容量为1.90%,而粗样品只有0.4%,再经1 200°C,N2气氛下热处理后的重量储氢容量达到2.10%。     

羧化单壁碳纳米管/二茂铁/离子液体复合电极对叶酸的电催化研究

通过将1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIm]PF6)、羧化单壁碳纳米管以及二茂铁混合物滴涂于玻碳电极表面得到修饰电极,并以循环伏安法研究了该电极在不同条件下对叶酸的电催化行为。实验结果表明,在pH=6.8的磷酸盐缓冲溶液中,该修饰电极在叶酸浓度范围1.00×10-7～6.0×10-5mol/L内与其氧化峰电流呈良好的线性关系,氧化峰电流与浓度线性相关系数R=0.9962,检出限为8.6×10-8mol/L,回收率为97.47%～101.26%。测定样品效果良好。     

碳纳米管和离子液体修饰电极对鸟嘌呤的电催化性能研究

以多壁碳纳米管(MWNTs)和疏水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(BMIMPF6)按一定比例制备成胶体,修饰在电极表面制备成MWNTs-BMIMPF6/GCE修饰电极,以铁氰化钾为电化学探针,用循环伏安法和交流阻抗法对修饰电极进行表征,考察鸟嘌呤在修饰电极上的电催化行为。结果表明,该修饰电极显著的增强了对鸟嘌呤的电催化性能,氧化峰电位负移,峰电流提高约7～8倍;以差分脉冲伏安法对溶液中的鸟嘌呤进行测定,其检测线性范围为1.5×10-6～2×10-4mol/L,检出限为2×10-7mol/L。     

多壁碳纳米管同时吸附铅离子和对硝基酚的实验研究

采用次氯酸钠氧化的多壁碳纳米管(CNTs)同时吸附水中铅离子(Pb2+)和对硝基酚(p-NP).考察CNTs对Pb2+和p-NP的吸附性能和主要影响因素,结果表明:随着CNTs用量的增大,其对Pb2+的吸附量总体呈下降趋势,对p-NP的吸附量呈直线缓慢上升.CNTs对Pb2+和p-NP吸附平衡时间均为20.0min,吸附速率常数分别为3.27g/mg.min和5.90g/mg.min,吸附过程均符合拟二级吸附动力学方程.温度从20℃升高到40℃时,CNTs对Pb2+的吸附量增大,对p-NP的吸附量减小.在pH=2.0—6.0范围内,随pH增加CNTs对Pb2+的吸附量增大,对p-NP的吸附量基本不变,在pH=7.0—12.0范围内,CNTs对Pb2+的吸附量变化不大,保持在100.0mg/g,对p-NP的吸附量随pH值的升高而降低.     

磁性碳纳米管对水中低浓度罗红霉素的吸附特性研究

碳纳米管是各方面性能优异的新型纳米材料,其吸附性能优于活性炭.采用化学共沉淀方法制备磁性MWCNTs.利用红外光谱和Zeta电位对磁性MWCNTs和MWCNTs进行表征分析.吸附实验探讨pH值、温度等因素对磁性MWCNTs吸附罗红霉素的影响,采用准一、二级动力学模型和Freundlich、Langmuir等温线方程拟合曲线,分析吸附质可能的吸附机理.结果表明:磁性MWCNTs对罗红霉素最佳吸附pH值为1,罗红霉素的最大吸附量为39.6 mg/g.用准一、二级动力学模型和Langmuir等温线方程能较好地拟合罗红霉素吸附过程,相关系数均在0.95以上.标准吸附焓变△Ho为9.284 kJ/mol,吸附自由能变△G在-60.812 ～-58.640 kJ/mol之间,△S＞0,吸附是自发的吸热过程.     

花生壳对水溶液中铜离子的吸附特性

研究了花生壳对水溶液中重金属铜离子的吸附特性.得到结论:0.25 g花生壳与Cu2 初始浓度为100-200 mg/L溶液充分接触10 h后,达到对Cu2 的最大吸附量.当Cu2 溶液pH值为定值,初始浓度范围在100-200 mg/L时,金属离子初始浓度越大吸附越有利;当Cu2 溶液初始浓度为定值时,溶液pH值升高,花生壳对Cu2 的吸附能力增强.且Cu2 溶液的pH值变化范围在2.0-5.6之间.在恒定pH值下,使用Langmuir模型和Freundlich模型描述花生壳对Cu2 离子的吸附特性.另外,其它金属阳离子的存在使花生壳对Cu2 的吸附量降低.     

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.     

改性红蓼对废水中重金属Cu~(2+)的吸附研究

红蓼是一种药用植物,药用后的红蓼残渣表面粗糙,内部疏松多孔,是一种较好的吸附载体。用冰乙酸对药用后的红蓼残渣进行改性处理,用改性后的红蓼残渣对废水中Cu~(2+)进行循环吸附研究。ICP分析表明,冰乙酸改性之后,红蓼残渣对废水中Cu~(2+)的吸附效率达到95.6%,远高于未改性红蓼残渣的吸附效率(59.2%)。3次循环吸附后,吸附效率仍达到87.3%。结果表明,对药用后的红蓼残渣进行酸改性制得的吸附材料具有很好的吸附效果。     

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。     

Cu2+对两种海洋微藻生长和叶绿素荧光特性的影响

运用水样叶绿素荧光仪(WATER-PAM)研究Cu2+胁迫下,湛江叉鞭金藻(Dicrateria zhanjiangensis)和球等鞭金藻3011(Isochrysis galbana MACC/H59)叶绿素荧光特性的变化,同时监测微藻的生长情况.结果就叶绿素荧光参数而言,湛江叉鞭金藻和球等鞭金藻3011的叶绿素荧光参数Fv/Fm,Fv/F0,Yield和ETR均随着Cu2+浓度的增大而明显降低;就生长情况而言,随着Cu2+浓度的增大,两种海洋微藻细胞密度的增长明显变缓.在24 h时Cu2+对湛江叉鞭金藻的毒性大于球等鞭金藻3011,48～96 h时Cu2+对球等鞭金藻3011的毒性大于湛江叉鞭金藻,Cu2+的毒性随着胁迫时间的延长而逐步增大.     

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.     

含Sr2+和Bi3+有机杂化体的合成及其光降解罗丹明B

采用溶剂热法在N,N-二甲基甲酰胺溶液中合成了不同摩尔比例的SrCl_2和Bi(NO_3)_3(分别为5%,10%,30%,50%,80%)与对苯二甲酸形成的含Sr~(2+)和Bi~(3+)有机杂化体,并在紫外可见光照射下对其进行了罗丹明B降解活性的评价.结果表明:杂化体在紫外可见光下对RhB降解活性良好,其中SrCl_2摩尔比例10%掺杂的催化剂光降解活性最佳,这归结于其在紫外区域对光有很好的吸收及光生电子和空穴能有效地分离.双金属离子能协同调节有机杂化体的光催化活性.     

水泥基复合固化剂对镉和锌混合污染土的固化试验研究

为了研究水泥基复合固化剂对重金属混合污染土的固化稳定效果及其与单一重金属污染土的固化效果差别,探究锌和镉离子之间是否有协同或拮抗作用,采用水泥、石灰、粉煤灰和蒙脱石等作为复合固化剂,通过开展无侧限抗压强度试验、毒性浸出试验、X射线衍射分析（XRD）以及电镜扫描分析（SEM）,研究锌镉混合污染土在不同固化剂掺量下的强度特性与浸出毒性、pH值与浸出毒性间的关系、重金属混合污染土与单一重金属污染土的固化效果差异,并通过XRD和SEM分别对固化产物的成分和形貌进行微观分析,进而分析固化机理。试验结果表明：用生石灰、粉煤灰、海泡石、蒙脱土替代等量水泥可使固化产物的强度提高;Zn²⁺与Cd²⁺之间不存在拮抗作用,Cd²⁺的存在还会有助于Zn²⁺的固定;重金属离子的浸出浓度随浸出液pH值的增大而明显降低;固化效果好的样品相较于固化效果差的样品有更多的针状、网状等较为致密的结构。     

表面改性活性炭的制备及其去除污水中Cd~(2+)的试验研究

以花生壳生物质炭(PSB)为原料,采用KOH活化法制备了比表面积为461 m2·g-1的花生壳活性炭(K-PSB),利用氮气吸附脱附等温线、SEM等对样品进行了表征,并将孔隙结构发达的花生壳活性炭用于重金属Cd2+的吸附,考察反应时间、溶液p H值、花生壳活性炭的投加量等对Cd2+吸附的影响。结果表明:随着吸附时间的推移,Cd2+的吸附量逐渐增加直至达到平衡,当Cd2+浓度为50 mg·L-1,PH值等于6,投加量为1 g·L-1时,花生壳活性炭对Cd2+的吸附效果最佳;该吸附是一个吸热反应,随着温度的增加,吸附量逐渐增大。     

凹土在不同条件下改性后对Cr6+吸附性能的研究

通过采用不同的处理方法制备改性凹土,并研究改性后的凹土对Cr⁶⁺的吸附率。在凹土进行酸洗和活化的预处理之后,采用十八烷基三甲基溴化铵（以下简称OTMAB）对凹土用不同的处理方法进行改性。用改性后的凹土吸附Cr⁶⁺,并采用二苯碳酰二肼分光光度法测定吸附率。实验结果表明,随着OTMAB用量的增加改性凹土对Cr⁶⁺的吸附率先增大后减小,不同的溶剂,最大吸附率处的OTMAB用量不一致。实验最后用X射线衍射仪和扫描电镜对每种处理方法中吸附效果较好的凹土及原土进行了表征。     

Bi~(3+)/Yb~(3+)共掺GdVO_4近红外发光性能研究

使用高温固相法制备了一种新的Bi3+,Yb3+共掺杂GdVO4量子裁剪近红外发光材料,该材料在波长为250~400nm的紫外光激发下发射出很强的近红外光(900~1100nm).由于体系中Bi3+离子的引入,相对于Gd0.9Yb0.1VO4,Gd0.87Yb0.1Bi0.03VO4在989nm处的近红外发光强度提高近120%,且其激发峰也从323nm红移至341nm,整个激发谱带更宽,更有利于实际应用.由于Yb3+离子既可以利用基质中的VO3-4电荷迁移态跃迁的能量,也可以同时利用Bi3+的1S0-3P1能级跃迁传递能量,相对于目前报道的理论量子裁剪效率最高的YVO4:Bi3+,Yb3+,GdVO4:Bi3+,Yb3+无论其近红外发光强度还是可见光发光强度强度皆有提升,是一种很有希望的紫外宽带激发近红外发光材料.     

负载TiO2的碳纳米管光催化降解腈纶废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备了负载二氧化钛的多壁碳纳米管,对其结构进行了X-射线粉末衍射(XRD)、透射电镜表征, 并且还探讨了负载二氧化钛的碳纳米管用于腈纶废水的处理.实验结果表明,该种催化剂具有很好的光催化活性.以300 W中压汞灯为光源,在250 mL的腈纶废水中加入100 mg负载有TiO2的碳管光催化处理1h,废水的CODcr去除率达22%;经Fenton试剂进行预处理后,加入150 mg载有TiO2 的碳纳米管进行光催化实验,经光催化氧化3 h后,CODcr去除率达到90%,处理效果非常明显.可见Fenton试剂预处理与TiO2光催化联合使用,对含腈废水中的难降解有机物去除效果好,具有一定的实用性.