共沉淀中热力学耦合对正极材料电化学性能的影响

以共沉淀法制备钠离子层状氧化物正极材料NaNi_0.4Mn_0.4Fe_0.2O₂,采用Al³⁺有效控制和平衡共沉淀反应的过程.考察了加入Al元素带来的热力学耦合效应及对正极材料电化学性能的影响.结果表明,在Mn²⁺,Ni²⁺和Fe²⁺离子共存的环境中,由于Al³⁺更高的过饱和度和更负的吉布斯自由能变(ΔG)所产生的热力学耦合效应,显著改变了溶液离子之间的沉淀驱动力,加速Ni²⁺和Mn²⁺的沉淀并抑制Fe³⁺的沉淀.Na［Ni_0.4Mn_0.4Fe_0.2］_0.995Al_0.005O₂正极材料表现出优异的电化学性能,这归因于引入Al³⁺制备得到高质量的前驱体(［0.4MnCO₃·0.4NiCO₃·0.2Fe(OH)₃］_0.995·0.005Al(OH)₃).     

矿浆中金属离子对蓝晶石矿物浮选行为的影响

通过蓝晶石、石英及黑云母的浮选实验,研究了金属离子对矿物浮选行为的影响.实验结果表明:Ca²⁺和Mg²⁺显著活化蓝晶石的浮选,Al³⁺及Fe³⁺对蓝晶石及石英表现很强的抑制作用.浮选溶液化学分析表明,Fe³⁺,Al³⁺可以在矿物表面生成Fe(OH)₃和Al(OH)₃,使矿物浮选受到强烈的抑制;Ca²⁺和Mg²⁺由于羟基络合物存在使蓝晶石的零电点向低pH方向发生漂移,使十二胺的静电吸附力增强,起到活化作用.根据波耳兹曼矢量场中的粒子分布理论,通过计算Fe³⁺对矿物作用前后在不同pH条件下液相内部胺离子(RNH⁺₃)浓度、界面层胺离子的浓度以及比例关系来分析金属离子的活化或抑制作用机理.     

Cu2+、Zn2+、Al3+对泥鳅的单一和联合毒性研究

 本文研究了Cu²⁺、Zn²⁺、Al³⁺3种离子对泥鳅的单一和联合毒性。结果表明：Zn²⁺和Al³⁺对泥鳅24 h的半致死浓度（LC₅₀）分别为3.24和1.50 mg/L;Cu²⁺、Zn²⁺和Al³⁺对泥鳅48 h的LC₅₀分别为1.05、3.02和1.43 mg/L,对泥鳅72 h的LC₅₀则为0.67、3.02和1.39 mg/L,对泥鳅96 h的LC₅₀分别为0.56、2.87和1.35 mg/L;而Cu²⁺、Zn²⁺、Al³⁺ 3种离子对泥鳅96 h的安全浓度分别为0.0056、0.029和0.014 mg/L。采用Marking相加指数评价法进一步分析结果显示,Cu²⁺-Zn²⁺-Al³⁺混合溶液对泥鳅表现出拮抗作用（48和72 h）和协同作用（96 h）。     

PAM-AA与金属离子复合絮凝剂的合成及其在污泥脱水中的应用

以丙烯酰胺(AM)、 丙烯酸(AA)和硫酸铝为原料， 采用水溶液聚合法合成Al³⁺复合高分子絮凝剂（PAM-AA）. 通过正交实验确定最佳聚合条件为： m(AM)∶m(AA）=5∶3， 反应温度为65 ℃， 搅拌时间5 h， 引发剂的加入量占单体质量3%， 产率可达96.3%. 在此基础上合成Ca²⁺，Mg²⁺和Fe³⁺复合高分子絮凝剂， 利用红外光谱（IR）、 X射线衍射（XRD）、 扫描电子显微镜（SEM）等方法对产物的结构和形貌进行表征. 将复合高分子絮凝剂与杀菌剂N，N-二甲基十二烷基苄基氯化铵（1227）用于市政生活污泥脱水中， 通过滤饼含水率和污泥比阻， 对比研究聚合氯化铝（PAC）、 PAM-AA和硫酸铝机械混合物以及Al³⁺复合高分子絮凝剂对市政污泥脱水性能的影响. 结果表明， Al³⁺复合高分子絮凝剂与1227协同使用， 可使污泥滤饼含水率降至63.8%， 效果较好.      

单柱离子色谱法分离测定自然水体生物膜中的Mn2+

利用Shim-Pack阳离子色谱柱分离了Fe²⁺, Mn²⁺, Zn ²⁺, Ca²⁺, Mg²⁺和Cd²⁺等金属阳离子, 优化了色谱分析条件, 建立了离子色谱（IC）分离、 测定二价锰离子的方法, 结果表明, 测试的相对标准偏差小于5%, 试样加标回收率为98.78%±9.64%, 对Mn²⁺的检出限为0.69 μmol/L. 此法可用于自然水体生物膜样品中Mn²⁺的分析.     

理化因素对风信子花色苷稳定性的影响

为探讨理化因子对风信子花色苷稳定性的影响,采用体外试验,以风信子‘Woodstock'花瓣为材料,研究了温度、光照、pH和金属离子等各因素对风信子花瓣中花色苷呈色及光谱特征变化规律的影响。结果表明:风信子‘Woodstock'花色苷不耐高温和强光,温度升高及延长加热时间均使花色苷降解褪色,且随着pH增大,花色苷最大吸收波长朝长波方向移动; Fe³⁺、Fe²⁺、Al³⁺和Cu²⁺均使花色苷变色,但Mg²⁺对其无明显影响,Ca²⁺和Zn²⁺则在高浓度时有增色效应,Pb²⁺会破坏花色苷的稳定性而产生白色沉淀。除了Fe²⁺和Pb²⁺产生蓝移外,其他金属离子都使花色苷发生不同程度的红移。     

金属离子活化过硫酸钠降解靛蓝胭脂红的研究

以搅拌釜为反应装置,直接染料靛蓝胭脂红（IC）为目标污染物模拟染料废水,比较了Mn²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Ag⁺、Mg²⁺ 6种金属离子活化过硫酸钠降解IC的效果。研究结果表明Fe²⁺对过硫酸钠的活化效果最好。通过对Fe²⁺活化过硫酸钠处理IC的条件进行优化发现,当温度为25℃、pH为7.3、IC质量浓度为200 mg/L、Na₂S₂O₈浓度为0.8 mmol/L、Fe²⁺的浓度为0.8 mmol/L时,靛蓝胭脂红的脱色率可在5 min内达到100%。     

多价金属离子对有机硼胍胶压裂液的影响及对策

针对新疆油田环玛湖地区浅层地下水、稠油热采水、压裂返排液中存在多价金属离子（Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺）,影响其配制的胍胶压裂液性能。通过模拟不同种类和浓度多价金属离子水溶液,分析多价金属离子对有机硼胍胶压裂液溶胀、交联及耐温耐剪切性能的影响规律,研究了NSA、EDTA、CA,3种络合剂对多价金属离子的屏蔽效果。研究表明,多价金属离子对有机硼胍胶压裂液影响程度依次为Fe²⁺ > Fe³⁺ > Mg²⁺ > Ca²⁺;3种络合剂对Mg²⁺屏蔽能力为CA>NSA>EDTA,对Ca²⁺屏蔽能力为NSA > EDTA > CA,对Fe³⁺屏蔽能力为EDTA > NSA。为不同水质配制有机硼胍胶压裂液选择络合剂提供了依据。     

新型生物炭材料对TNT生产废水去除性能

合成了新型含持久性自由基（PFRs）的生物炭(BC_PFRs)及其复合材料nZVI/BC_PFRs,考察了BC_PFRs在添加氧化剂(BC_PFRs/Fe²⁺/H₂O₂和BC_PFRs/Fe³⁺/H₂O₂)和不添加氧化剂(nZVI/BC_PFRs)条件下对TNT生产废水的去除性能.结果表明nZVI/BC_PFRs的去除效果最显著,对总有机碳（TOC）的去除率为58%,对总氮（TN）的去除率为78%,Fe²⁺/H₂O₂的矿化能力和Fe³⁺/H₂O₂的脱氮能力在BC_PFRs的诱导下分别提高了8.4%和17.4%.对处理前后的废水进行毒性分析,结果表明nZVI/BC     

铁掺杂TiO2纳米粒子光催化氧化庚烯的研究

采用新的合成路线制得掺铁TiO₂纳米粒子, 通过光催化降解庚烯研究其气固复相光催化性能, 用XRD, UV-vis和XPS等方法研究了掺铁TiO₂纳米粒子的晶体结构、 光吸收特性及表面化学形态. TiO₂纳米粒子掺杂Fe³⁺后, TiO₂的光吸收阈值发生红移, 向可见光区拓展; Fe³⁺掺杂浓度和焙烧温度对掺铁TiO₂纳米粒子的气 固复相光催化降解活性有很大影响, 实验结果表明, 掺铁量为0.5%(摩尔分数), 焙 烧温度300 ℃时光催化降解活性最好.     

锰酸锂动力锂离子二次电池中主要化学元素的回收研究

介绍了锰酸锂废旧锂离子电池经放电处理后, 再对其进行拆解→活性物质剥离→酸溶→沉淀回收Mn、Li等工艺处理, 有效地回收了其中的锰和锂。实验结果表明：用2mol·L^-1的HNO₃+1mol·L^-1的H₂O₂体系,在固液比为65g·L^-1的情况下对经过600℃处理的锰酸锂进行酸溶效果最佳,LiMn₂O₄的溶解率为100％,锰的回收率达98％,所得Li₂CO3沉淀纯度可达97％以上。     

MRI增强CIS/ZnS/GdS量子点对水溶液中Cu2+的选择性检测

铜是人体必需的微量元素,但过量的铜的摄入会扰乱细胞的内稳态,引起不同类型的神经退行性疾病.近年来,随着工业的发展,大量的铜通过各种途径泄漏到环境中,成为大量的饮用水污染物.因此,开发高灵敏度、高选择性的铜离子探测探针是十分必要和具有挑战性的.本文采用成本低、操作简单的MRI增强量子点-CuInS2/ZnS/GdS材料作为选择性铜(Cu²⁺)离子探针,对离子进行高灵敏度、高选择性的检测.当加入不同浓度的Cu²⁺时,CuInS2/ZnS/GdS量子点的荧光强度降低,而加入其他金属离子(如Al³⁺、Sn²⁺、Zn²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Ca²⁺、Na⁺和Gd³⁺)时,量子点的荧光强度不变.计算得到的Cu²⁺检出限可低至0.5ppb.该方法的感应机制可能是Cu²⁺诱导CuInS2/ZnS/GdS量子点聚集和沉淀而导致的荧光猝灭.     

碳钢渣处理煤矿酸性废水及其去除机理

根据阳泉市山底河流域煤矿酸性废水的特点配制了低pH值、高Fe²⁺和Mn²⁺质量浓度的煤矿酸性废水，利用碳钢渣对其进行处理，研究了碳钢渣对去除率的影响因素，并且着重探讨了去除机理。结果表明：碳钢渣对Fe²⁺去除率最高可达98.72%,对Mn²⁺的去除率最高仅为39.79%;处理煤矿酸性废水后碳钢渣表面生成了新物质Fe(OH)₃,但没有生成含Mn的新物质，证明碳钢渣对Fe²⁺的去除以化学反应为主，对Mn²⁺的去除以吸附作用为主。     

吲哚-3-丙酸多功能荧光探针识别性能研究

荧光分子探针凭借其高灵敏度、精确性、高效性和实时监测等特点成为分子识别研究领域的重要途径.以吲哚-3-丙酸(HIPA)为研究对象,利用荧光光谱对其进行溶剂、阴离子、阳离子识别性能的研究.溶剂识别表明,吲哚-3-丙酸探针溶液的发射峰位随着溶剂极性的减小而发生红移,说明溶剂对该探针的荧光性能具有一定的影响.离子识别表明,在吲哚-3-丙酸乙醇溶液中,Cu²⁺、Fe³⁺、Cr₂O₇^2- 对于探针具有良好的猝灭行为,说明该探针对Cu²⁺、Fe³⁺、Cr₂O₇^2-能有效识别.     

Meso-四(对-羟基苯基)卟啉和溶菌酶的相互作用机理

在模拟生理条件下, 利用荧光光谱和同步荧光光谱法研究Meso-四(对-羟基苯基)卟啉(THPP)与溶菌酶的相互作用. 结果表明: THPP对溶菌酶的猝灭过程为静态猝灭; 291 K时, THPP与溶菌酶的结合常数为5.97×10⁴ L/mol; 疏水作用力为THPP与溶菌酶的主要作用力; 金属离子Fe²⁺,Fe³⁺,Cu²⁺,Mg²⁺,Ca²⁺和Zn²⁺的存在不影响THPP与溶菌酶的结合常数; THPP与溶菌酶的结合距离为3.35 nm; THPP可使色氨酸残基周围的极性减弱, 疏水性增强.     

静电纺丝技术结合荧光探针传感阳离子研究进展

静电纺丝技术可以制备纳米纤维膜,其较大的表面积和较高的孔隙率能够满足超灵敏度传感要求.荧光法已被广泛应用于检测金属离子及小分子,但部分荧光探针受到溶剂影响及较差的灵敏度,限制了其进一步应用.将静电纺丝技术与荧光探针结合开发的传感器可以明显提高传感灵敏度,从而拓宽了荧光探针的应用范围.总结了负载荧光探针的纳米纤维传感器对常见阳离子Zn²⁺、Ni²⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Hg²⁺、Fe³⁺等进行荧光识别和检测,为荧光探针在环境、生物、食品中的实际应用提供参考.     

基于配位键的自修复聚氨酯制备与性能研究

以2,6-二氨基吡啶(DAP,2,6-diaminopyridine)为扩链剂制备了功能聚氨酯预聚体(PU-DAP),采用金属离子(M为Fe³⁺,Zn²⁺和Cu²⁺)交联PU-DAP制备基于配位键的自修复聚氨酯弹性体(PU-DAP/M).结果表明:聚氨酯引入配位键具有良好的自修复性能,交联金属离子对聚氨酯的力学性能和自修复性能有显著影响. PU-DAP/Cu²⁺的力学强度为14.2 MPa,PU-DAP/Zn²⁺的力学强度为7.1 MPa,两者力学强度均高于PU-DAP/Fe³⁺(4.2 MPa),但PU-DAP/Cu²⁺的断裂修复效率为14.8%,PU-DAP/Zn²⁺的断裂修复效率为45.1%,都低于PU-DAP/Fe³⁺的自修复性能95.2%.当n(DAP)/n(Fe³⁺)=2∶1时,PU-DAP/Fe³⁺自修复聚氨酯弹性体拉伸强度为4.2 ...     

Cu2+诱导黄铁矿合成α-Fe2O3纳米多面体的生长机理

以黄铁矿为原料,通过焙烧、化学浸出、除杂得到Fe³⁺浸出液,随后采用水热合成法通过加入适量Cu²⁺溶液成功诱导合成出α-Fe₂O₃纳米多面体,利用X射线衍射、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱对所获产物的结构和形貌进行表征,并对其成核及晶体生长过程进行探讨.研究结果表明,Cu²⁺诱导黄铁矿合成的α-Fe₂O₃纳米多面体具有六方相晶体结构,其粒径在500nm左右.通过对不同水热时间所获产物的形貌进行观察并结合溶液化学计算分析,可以推断α-Fe₂O₃纳米多面体的形成是沉淀-溶解-再结晶的过程,Cu²⁺的存在主要起到诱导Fe₂O₃晶核在生长过程中趋向形成多面体结构的作用.     

吸附树脂负载锰氧化物去除水中镉和铜

以大孔吸附树脂SD300为载体, 采用原位高锰酸钾氧化还原法将锰氧化物负载其上, 制备了新型锰氧化物?吸附树脂复合材料Mn-SD300, 并对其吸附水中Cd²⁺和Cu²⁺的性能进行了研究。TEM, XRD以及XPS的分析结果表明, 负载的锰氧化物以MnO₂的形态存在。静态吸附实验结果表明Mn-SD300对Cd²⁺和Cu²⁺具有良好的吸附性能。吸附行为均符合准一级动力学模型(R²>0.99)和Langmuir吸附等温线模型(R²>0.99), 温度为303 K时, Mn-SD300对Cd²⁺和Cu²⁺的饱和吸附容量可分别达到76.92 mg/g和142.86 mg/g。在高浓度竞争离子Ca²⁺, Mg²⁺和Na⁺共存的情况下, Mn-SD300对Cd²⁺和Cu²⁺的吸附选择性要强于传统阳离子交换树脂D001。     

PbO2电极的改性及非均相电催化氧化废水中的硝基苯

使用热分解 电镀法制备Ti基PbO₂电极（Ti/PbO₂）、 F^-掺杂Ti基PbO₂电极（Ti/F-PbO₂）和F^-,La³⁺共掺杂Ti基PbO₂电极（Ti/F-La-PbO₂）, 并通过扫描电镜(SEM)表征Ti/F-PbO₂电极和Ti/PbO₂电极的表面结构, 用X射线衍射(XRD)测试分析Ti/PbO₂电极、 Ti/F-PbO₂电极和Ti/F-La-PbO₂电极的晶相. 通过加速电解寿命和电催化降解废水中硝基苯的实验, 研究F-掺杂和F^-,La^3+共掺杂对PbO₂电极稳定性及电催化活性的影响. 使用SEM和XRD测试分析了Fe³⁺/MgO的表面结构及晶型, 并将自制Fe³⁺/MgO催化剂应用于电催化处理废水中硝基苯的实验体系, 探讨了电解体系中相关因素和催化剂用量对废水中硝基苯及化学耗氧量(COD)去除率的影响. 结果表明:  La³⁺掺杂使电极镀膜表面晶粒细化; 不同掺杂均影响晶体生长的晶面取向; F^-掺杂提高了PbO₂阳极的电解寿命; La³⁺掺杂改善了PbO₂电极的导电性能; Ti/F-La-PbO₂电极的电催化降解活性显著提高; 在电解体系中, 催化剂显著提高了电解反应速率和COD及废水中硝基苯的去除率; 硝基苯的降解符合一级反应动力学.