H_6P_2W_(18)O_(62)/MOF-53(Al)复合材料的制备及其对水溶液中亚甲基蓝的吸附性能

采用水热法制备金属有机骨架复合材料H_6P_2W_(18)O_(62)/MOF-53(Al),研究其对水溶液中阳离子染料亚甲基蓝(MB)的吸附性能.为了探究其成分和结构,对材料进行IR和XRD表征.对影响吸附效果的因素如初始浓度、溶液的初始p H和体系温度进行系统的研究,结果表明酸性溶液和高温有利于吸附剂对亚甲基蓝的吸附,等温吸附模型符合Langmuir等温吸附模型,在298 K条件下,该复合物对亚甲基蓝的最大吸附量为87.41 mg/g,说明该复合物对阳离子染料具有良好的吸附性能.复合物对染料MB的吸附动力学由二级动力学模型控制,热力学参数表明此反应是自发吸热的.     

壳聚糖纳米复合物的制备及对甲基橙吸附性能研究

采用简便的一步水热方法合成磁性壳聚糖纳米复合物(Fe_3O_4-CS MNPs)。用透射电子显微镜、红外光谱仪、热重分析仪、多功能振动样品磁强计对其进行了表征,并通过紫外可见吸收光谱考察了其对甲基橙染料的吸附行为。结果表明,磁性壳聚糖纳米复合物对甲基橙染料的吸附遵循二级反应动力学和Freundlich吸附模型。最大吸附量为93.84mg/g。吸附后的磁性壳聚糖纳米复合物可通过NaOH溶液进行脱附,脱附率为92.98%,且4次吸附-脱附行为后,吸附量仍能达到77.04mg/g,表明该吸附剂具有良好的循环利用能力。     

介孔羟基磷灰石纳米粒子的制备及作为蛋白类缓释药物载体的应用

利用气液沉淀和水热法相结合制备介孔羟基磷灰石(HA)纳米粒子,并采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、比表面分析(BET)、孔径计算(BJH)、傅里叶红外(FT-IR)对其进行表征.研究牛血清白蛋白在羟基磷灰石上的等温吸附,通过对等温吸附曲线的拟合,发现该吸附符合Langmuir模型.同时测定了羟基磷灰石-牛血清白蛋白复合物在不同pH磷酸缓冲液下的体外释放行为,结果表明不同pH下释放率的不同是电荷相斥效应造成的,且体外释放行为符合Korsmeyer-Peppas释放动力学方程,其释放机制符合非Fickian扩散.     

硒纳米颗粒的生物合成及其对孔雀石绿吸附性能的研究

利用Rhodotorula mucilaginosa PA-1在厌氧条件下生物合成硒纳米颗粒.通过改变底物浓度、pH和温度对硒纳米颗粒的合成条件进行优化.以孔雀石绿(MG)为模型污染物,生物合成的硒纳米颗粒展现出良好的吸附性能.硒纳米颗粒对MG的吸附过程符合准一级反应动力学方程和Langmuir等温线方程,吸附过程为单分子层的物理吸附,吸附反应是放热反应.硒纳米颗粒经5次吸附脱附循环后,对MG的吸附去除率仍高达82.12%.在整个研究中,Rhodotorula mucilaginosa PA-1通过将有毒的Se(Ⅳ)还原成硒纳米颗粒以及合成的硒纳米颗粒对MG的吸附,为环境生物修复以及染料废水的去除提供了新思路.     

类分形修饰法研究活性炭对孔雀石绿的吸附动力学

研究了25～45℃下,3种活性炭对孔雀石绿的吸附动力学.与经典准一级和准二级动力学方程相比,类分形修饰后的方程对实验数据的拟合度均得到提高,这说明类分形原理用于分析吸附动力学具有一定的优越性.分形体的维数(d_s)与吸附质分子的热运动状态有关,随着吸附温度的升高,d_s越大,因此类分形修饰法的重要参数α,随吸附温度升高呈下降趋势.结果表明,类分形修饰准一级动力学模型(FL-PFO)的α符合该规律,并且该模型对所有实验数据的拟合度最高,这说明FL-PFO可能是分析孔雀石绿在活性炭上吸附动力学的一般性方法.     

纳米双栅MOSFETs的量子格林函数模拟

采用一种量子动力学模型研究纳米MOSFET(场效应管)电流特性.该模型基于二维NEGF(非平衡格林函数)方程和Poisson方程自洽全量子数值解.使用该方法研究了纳米双栅MOSFET结构尺寸对电流特性的影响.模拟结果显示:越细长的沟道,器件的短沟效应越弱,器件的亚阈值斜率随栅氧化层增厚而加大.另外,通过分析器件不同区域的散射自能效应,得出减缓纳米双栅MOSFET电流性能下降的途径.所用模型具有概念清晰,求解稳定等特点.作为多体量子模型,本方法可应用于一维量子线及量子点阵列所构成的纳米器件,并有望在纳米MOSFET器件设计中得以应用.     

枝状聚合物修饰碳纳米管对铀吸附性能研究

采用枝状聚合物对氧化多壁碳纳米管(WMCNT)进行修饰,研究枝状聚合物PAMAM/WMCNT复合物对溶液中铀的吸附性能。研究了不同pH、吸附剂用量、铀初始浓度、吸附时间、离子强度等对吸附性能的影响,探讨了等温吸附理论模型和吸附过程的热力学模型。在室温下pH值为5、吸附时间80min、铀初始浓度1mg/mL时,吸附率达到97.25%。吸附等温模型符合Freundlich方程,吸附动力学符合拟二级动力学方程。     

超薄g-C3N4吸附性能的研究

吸附法具有操作简便、高效、吸附剂可再生等优点,被普遍认为是去除工业染料的最有效方法之一.以三聚氰胺为前驱体,采用热聚合法,制备了块体g-C3N4,并使用热剥离法对其进行剥离,得到一次剥离g-C3N4和二次剥离g-C3N4产物.通过TEM、AFM、XRD、DRS、BET对其形貌、组成和结构进行了表征,同时探索了温度、pH、起始浓度、吸附时间对超薄g-C3N4的吸附性能的影响.结果表明：50 mg块体g-C3N4、一次剥离g-C3N4、二次剥离g-C3N4在1 h内对90 mg·L－1有机染料罗丹明B (RhB)和100 mg·L－1刚果红 (CR)的最大吸附量分别为：7.270 mg·g－1、5.207 mg·g－1;20.463 mg·g－1,20.909 mg·g－1;36.094 mg·g－1,50.375 mg·g－1.特别是在一次剥离g-C3N4的吸附体系中,证实了RhB和CR的吸附Freundlich等温线方程分别为ln qe ＝－0.93＋0.87ln ce (R2＝0.90)、ln qe ＝－0.09＋0.73ln ce (R2＝0.97);并且RhB的吸附为准一级动力学模型：ln (qe－qt) ＝ －0.04t＋3.3 (R2＝0.93),而CR的吸附为为准二级动力学模型：t/qt＝0.07t＋0.14 (R2＝0.99).第一性原理计算表明,超薄g-C3N4对RhB和CR的吸附动力学模型不同,主要是由于RhB和CR的分子结构不同、前线轨道不同、表面静电势不同,使其在超薄g-C3N4的表面上的吸附位点和吸附能不同等微观差异所导致的.这将为二维材料吸附、检测、降解环境污染物提供新的视野.     

霍林河褐煤吸附铬离子的动力学分析

为进一步研究霍林河褐煤吸附铬离子的吸附过程,通过动态吸附实验,采用Lagergren准一级动力学方程、Lagergren准二级动力学方程及Elovich动力学方程对霍林河褐煤吸附铬(Ⅵ)离子的动力学过程进行了考察。结果表明:室温25℃,pH为2,铬(Ⅵ)离子质量浓度在10～90 mg/L时,霍林河褐煤吸附铬(Ⅵ)离子的实验数据与Lagergren准一级动力学模型较为吻合,相关系数R2在99%以上。在该质量浓度范围内,Lagergren准一级动力学模型比Lagergren准二级动力学模型及Elovich动力学模型更能准确描述霍林河褐煤对铬离子的吸附过程。     

碳羟基磷灰石的合成及其对F~-的吸附

利用X射线衍射对溶胶凝胶法合成的纳米碳羟基磷灰石(n-CHAP)样品进行表征。考察溶液pH值、反应时间和氟离子(F-)的初始浓度对n-CHAP吸附牙膏中F-的影响,探讨其反应机理。结果表明:F-的去除主要是通过静电吸引和离子交换作用实现;Langmuir吸附等温线模型与实验数据的拟合度较高;在180 min时吸附达到平衡,F-在n-CHAP的吸附动力学过程符合拟二级动力学方程;使用n-CHAP处理含氟工业废水,除氟效率达92.0%。