GO/APT复合材料对水中Cd(II)的吸附研究

将氧化石墨烯(GO)与凹凸棒土(APT)通过插层化学的方法制备了氧化石墨烯/凹凸棒土(GO/APT)复合材料,并研究了其对水中Cd(II)的吸附性能,考察了pH值、温度、吸附时间和吸附剂的用量等因素对吸附性能的影响.研究结果表明:制备的GO/APT复合材料具有优异的吸附性能.在温度为298 K、pH值为7、t=24 h条件下,该复合材料对水中Cd(II)的最大吸附量为216.0 mg·g^-1,其吸附等温线符合Langmuir方程、吸附过程可用准1级动力学方程描述.吸附热力学研究表明该吸附过程属于自发吸热过程.与纯GO和APT粉末相比,GO/APT复合材料对水中的Cd(II)的吸附性能更好.     

磁性氧化石墨烯对有机染料的吸附降解实验设计

通过共沉淀法制备了易分离的磁性氧化石墨烯二维纳米吸附材料,并将其用于有机染料的清除,设计了一个综合性实验。所制备材料通过傅里叶变换红外光谱、热重量分析法、粉末X射线衍射和扫描电子显微分析的方法对其进行表征确认。所制备磁性氧化石墨烯对有机染料的吸附清除能力通过测试其对亚甲基蓝的吸附来表征,并引入芬顿体系来评估其降解及回收利用性能。该实验设计可提升本科学生对二维纳米吸附材料的应用认知和环境保护意识,同时为其将来的科学研究奠定一定的基础。     

CMC-g-PAA/AM/ATP水凝胶对水体中Cd(Ⅱ)的吸附性能及机理研究

在凹凸棒黏土(ATP)的存在下,以羧甲基纤维素(CMC)为主链,过硫酸铵(APS)作为引发剂,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)作交联剂,与丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)进行接枝共聚,合成羧甲基纤维素-接枝-聚丙烯酸/丙烯酰胺/凹凸棒黏土(CMC-g-PAA/AM/ATP)复合水凝胶。采用该种材料吸附去除水体中的Cd(Ⅱ),考察溶液初始p H、金属离子浓度、反应时间、反应温度、吸附剂投加量等因素对吸附反应的影响,并借助傅里叶转换红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)探究吸附机理。结果表明,初始p H范围在4.0~8.0内吸附效果佳,吸附反应在40分钟内达到平衡,整个吸附过程更符合准二级动力学模型,吸附过程中放热。CMC-g-PAA/AM/ATP可以快速、有效地去除水溶液中的Cd(Ⅱ),吸附机理包括静电作用、络合作用和离子交换作用。     

磁性FeNi合金/石墨化介孔碳纳米复合材料的合成及其在染料吸附中的应用

以介孔SBA-15为模板,金属硝酸盐作为磁性FeNi合金纳米颗粒前驱物,采用纳米铸造法合成出一系列磁性FeNi合金/石墨化介孔碳纳米复合材料.利用X射线衍射仪(XRD)、N₂吸附-脱附仪(BET)、电感耦合等离子体质谱仪、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和热重分析仪(TG)等对合成物进行表征.结果发现,试验得到的纳米复合材料具有一致的介孔结构,高含量的磁性FeNi合金纳米晶体(尺寸大约是3~6 nm)均匀分散在石墨介孔碳模型的壁上,此介孔材料具有高的比表面积(360.3~431.9 m²·g^-1),大孔体积(0.558~0.718 cm³·g^-1)和高饱和磁化强度(18.2~42.1 emu·g^-1).基于以上特性,研究了材料对于水中染料的吸附性能.结果发现,当染料浓度为50 mg·L^-1时,材料对其去除率接近100%,同时在外加磁场存在时,悬浮液可以很好地实现固液分离.因此,磁性FeNi合金/石墨化介孔碳纳米复合材料在去除废水中的染料方面可以作为高效和可循环使用的吸附剂.     

天然黄铁矿吸附废水中Cd(Ⅱ)的实验研究

分批次实验研究了平衡时间、溶液pH值、Cd(Ⅱ)初始浓度、粒径对天然黄铁矿吸附废水中Cd(Ⅱ)的影响。实验前利用XRD衍射确定黄铁矿的特征,并确定了黄铁矿零电荷点pHPZC为6.4。在吸附平衡时间30 min,pH值6.0,即接近零电荷点时对Cd(Ⅱ)的吸附量最大。初始浓度、黄铁矿粒径对吸附Cd(Ⅱ)的影响表明,最大吸附量分别在Cd(Ⅱ)浓度为350 mg/L和粒径为200目时。实验数据与Freundlich等温线拟合良好。初步探讨了黄铁矿吸附Cd(Ⅱ)的机理。研究表明,天然黄铁矿可以有效除去有毒有害重金属Cd(Ⅱ),是处理工业废水的优良吸附剂。     

介孔硅酸钙的合成及其对Pb(Ⅱ)的吸附性能

以硝酸钙和硅酸钠为原料、十二烷基磺酸钠为模板剂,通过共沉淀法制备了介孔硅酸钙;采用X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)和孔容与比表面积分析仪(BET)等对其结构和形貌进行了表征;考察了其对含Pb2+模拟重金属废水的吸附及解吸再生性能.结果表明,合成的硅酸钙具有介孔结构,为狭缝孔,孔径介于4-50 nm,比表面积为250.12 m2·g-1;在298 K下,介孔硅酸钙对Pb2+的饱和吸附量为613.42 mg·g-1,远比比表面积为847.47 mg·g-1的活性炭大;吸附反应为吸热反应,吸附等温线符合Langmuir吸附模型;经5次洗脱再生后,介孔硅酸钙对Pb2+的饱和吸附量和去除率仅分别降低37.64 mg·g-1和5.88%,表明其具有较好的吸附/再生性能.     

功能化介孔磁性载体的制备及对铜离子的吸附

具有纳米结构的介孔磁性载体在分离、生物医药、重金属离子的回收等方面具有广泛的应用前景.本文以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,合成了以四氧化三铁磁性粒子为核外包有介孔二氧化硅膜(简称硅膜)的核壳式介孔磁性纳米复合物,并以3-氨基-丙基-三乙氧基硅烷(3-APTES)为表面功能化基团、连接到磁性Fe3O4粒子表面.通过傅立叶红外光谱、透射电镜、热重分析、比表面积等测试手段对磁性载体进行了表征.应用结果表明这种表面包硅功能化的介孔磁性载体对铜离子具有良好的吸附作用.     

多孔壳聚糖膜的渗透性及其对Cd(Ⅱ)离子的吸附性能研究

以邻苯二甲酸二丁酯为致孔剂,制备了一系列多孔壳聚糖膜,SEM研究了各膜的表面及断面结构,FTIR分析了其组成,测定其对小分子物质的渗透性及对Cd(Ⅱ)离子吸附性,探讨了Cd(Ⅱ)离子的浓度、吸附时间、体系pH值、温度等因素对吸附的影响,同时考察了膜再生的方法.结果表明:该多孔壳聚糖膜具有孔隙率高、孔分布均匀、比表面积较大、对小分子物质有强渗透性、不流失、易再生等特点,而且当pH在6.0～7.3范围内,对Cd(Ⅱ)离子的吸附性能较好.     

磁性介孔二氧化硅的合成及其在肿瘤治疗中的应用

肿瘤发病率的逐年上升,严重威胁着人类的健康和生命,在人类与癌症斗争的过程中发展出了许多具有治疗前景的纳米治疗平台.其中,磁性介孔二氧化硅纳米球（MAG-MSNs）被认为是一种具有研究前景的纳米材料.MAG-MSNs具有易制备、低成本、易改性、生物安全性高等特点,提高了材料的性能,使得材料在光热治疗（PTT）肿瘤及化学动力学治疗（CDT）肿瘤等方面具备了一定的应用前景.综述了具有核壳结构MAG-MSNs的结构特点与制备方法,以及其在肿瘤治疗领域中的研究进展.     

水化硅酸钙形成过程中对Cd(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的俘获作用

利用分析纯CaO,H2SiO3和Cd（NO3）：·4H2OE或Zn（NO3）2]在液相中人工合成n（Ca）／n（si）为1．6和0．7的2种含Cd（Ⅱ）或含Zn（Ⅱ）的水化硅酸钙（C—s—H）,研究C—S—H在形成过程中对Cd（Ⅱ）或Zn（Ⅱ）的俘获情况。结果表明,2种n（Ca）／n（Si）的C—S—H在俘获Cd（Ⅱ）后,其XRD图谱均发生明显的变化,特别是在ca”量不足[n（Ca）／n（si）=0．7]的情况下,其晶格参数的变化较大,其特征峰无论是峰值还是峰位均发生了明显改变,表明有Cd2＋替代ca2＋进入了C—S—H晶体。2种n（Ca）／n（Si）比值的C—S—H在俘获Zn（Ⅱ）后,其XRD图谱变化很微弱,仅特征峰的峰值稍有改变,但是这也显示出Zn（Ⅱ）进入了C—S—H晶体。C—S—H均能对Cd（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）予以化学俘获。     

介孔TiO2/rGO交替薄膜光催化降解土霉素

采用浸渍提拉结合热处理的方法,以氧化石墨烯(GO)、钛酸四丁酯(TBT)为原料,引入不同量聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为介孔模板剂制备TiO_2/rGO交替薄膜.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积(BET)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DR)对样品进行分析表征;研究了rGO层、PVP的加入对薄膜物相结构、表面形貌、光响应范围以及太阳光照射下降解土霉素效率的影响.结果表明:引入rGO层可抑制锐钛矿相向金红石相的转变,拓宽薄膜的光响应范围;模板剂PVP的加入在薄膜中形成了大量狭缝状和针状介孔,为薄膜增加了物质传输通道和反应活性位;w(PVP)=10%时的介孔TiO_2/rGO交替薄膜光催化活性最高,太阳光照射50 min对土霉素的降解效率达到90.61%.     

二氧化钛-硫化镉/氧化石墨烯复合材料光催化降解废水中有机物的研究

本论文采用溶剂热法制备出TiO₂-CdS/rGO三元复合光催化材料,并对其降解亚甲基蓝、罗丹明B的光催化活性进行研究,发现TiO₂-CdS/rGO对于亚甲基蓝、罗丹明B的光催化降解活性优于TiO₂-CdS,催化效率明显提高,降解时间大大缩短;在可见光照射下,以TiO₂-CdS/rGO为光催化剂,光反应时间40 min,亚甲基蓝、罗丹明B的降解率可达100%。本文还研究了催化材料的稳定性、催化剂用量对光催化降解效果的影响。     

二氧化钛-硫化镉/还原氧化石墨烯复合材料光催化降解废水中有机物的研究

采用溶剂热法制备出二氧化钛-硫化镉/还原氧化石墨烯(TiO_2-CdS/rGO)三元复合光催化材料,研究其对亚甲基蓝、罗丹明B的光催化降解效果.结果表明,TiO_2-CdS/rGO对亚甲基蓝、罗丹明B的光催化降解效果优于TiO_2-CdS的,催化效率得到明显提高,降解时间大大缩短.在可见光照射下,以TiO_2-CdS/rGO为光催化剂,当光反应时间为40min时,亚甲基蓝、罗丹明B的降解率可达100%.     

氧化石墨烯功能化磁性空心球的制备及载药性能

以纳米碳球和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为双模板合成了具有介孔核-壳结构的纳米复合材料;并通过刻蚀法,制备了磁性介孔纳米空心球(HMNPs);在交联剂1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基硫代琥珀酰亚胺(NHS)的作用下,制备了氧化石墨烯(GO)功能化的磁性介孔纳米空心球(HMNPs-GO)。利用红外光谱(FT-IR)、X-射线粉末衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)等方法进行了表征。通过研究HMNPs-GO对藤黄酸(GA)的吸附等温线,得出HMNPs-GO对GA的吸附主要为两者之间的π-π堆积,且属于Freundlich吸附。同时,基于Bhaskar模型和准一级、准二级动力学模型,分别探讨了HMNPs-GO中GA药物分子的扩散机理和缓释动力学,得出GA在HMNPs-GO中的缓释具有pH依赖性,且在不同pH下的缓释更适合于准二级动力学模型。     

氧化石墨烯和石墨烯对离子型染料不同吸附性能研究

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,将其采用水合肼还原获得石墨烯,以氧化石墨烯和石墨烯为吸附剂,分别采用透射电镜（TEM）,傅里叶变换红外光谱（FT-IR）,拉曼光谱（RS）和X射线衍射光谱（XPS）对阴阳离子的不同吸附性能进行了分析表征.结果表明：两吸附剂对罗丹明B的吸附能力较甲基橙强,最大吸附容量分别为551.2 mg/g和476.2 mg/g,各吸附体系中的吸附行为都符合Langmuir等温吸附模型和二级动力学反应特征.     

氧化石墨烯和石墨烯对离子型染料不同吸附性能研究

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,将其采用水合肼还原获得石墨烯,以氧化石墨烯和石墨烯为吸附剂,分别采用透射电镜(TEM),傅里叶变换红外光谱(FT-IR),拉曼光谱(RS)和X射线衍射光谱(XPS)对阴阳离子的不同吸附性能进行了分析表征.结果表明:两吸附剂对罗丹明B的吸附能力较甲基橙强,最大吸附容量分别为551.2 mg/g和476.2 mg/g,各吸附体系中的吸附行为都符合Langmuir等温吸附模型和二级动力学反应特征.     

单臂氮氧自由基-抗磁金属Cd(Ⅱ)配合物的合成、结构和磁性研究

采用吡啶取代的单臂氮氧自由基与抗磁金属Cd(Ⅱ)进行配位,得到了一个新的单核配合物[Cd(1M4Py)3(OCN)2·2H2O](其中IM4Py=2-(4'-吡啶基)-4,4,5,5-四甲基咪唑啉-1-氧基自由基).单晶X-射线衍射结果表明,配合物属四方晶系,I4(1)/a空间群;晶胞参数a=1 443 9(3)nm,...     

介孔壳聚糖-氢氧化铝复合材料吸附性能研究

以壳聚糖和AlCl3为原料,制备了壳聚糖和α-Al（OH）3复合材料.用X射线粉末衍射、透射电镜、红外、热重和比表面仪对其进行了表征.结果表明：α-Al （OH）3和壳聚糖复合物呈现典型的介孔特性,BET比表面积为55.4 m2·g^-1,BJH平均孔径为3.3 nm;复合材料对Cu2＋的平衡吸附量为43.55 mg·g^-1,对亚甲蓝的平衡吸附量为0.11 mg·g^-1.     

磁性碳材料制备及其对六价铬吸附性能

通过一步碳化法合成磁性碳纳米吸附剂(MCNs),对不同温度下合成的纳米碳材料的微观结构进行分析,探究了不同MCNs制备温度、Cr(Ⅵ)初始浓度、pH等因素对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响,获得吸附动力学规律,进一步对材料进行了循环吸附-解吸实验.实验结果表明:在25℃、pH=2、Cr(Ⅵ)初始浓度50 mg/L、吸附剂用量0.05 g下,接触时间为2 h时,MCN700对Cr(Ⅵ)的吸附率和吸附量分别可达96.90%和56.28 mg/g.吸附动力学拟合结果更贴合伪二级动力学方程,表明MCN700对溶液中Cr(Ⅵ)的吸附以化学吸附为主.MCN700经过6次吸附-解吸实验后吸附率下降11.61%,表明材料具有较好的稳定性和再生能力.因此,MCN700适用于酸性六价铬废水的处理.     

Zn(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)对Luminol H_2O_2-Cr(Ⅲ)体系化学发光抑制作用的研究

对Luminol—H_2O_2化学发光体系中Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)抑制化学发光的作用及其影响因素进行了研究,建立了Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的流动注射化学发光分析法,检出限Zn(Ⅱ)为2.0×10~(-8)mol/L,Cd(Ⅱ)为1.6×10mol/L,线性范围均为10~(-7)～10~(-4)mol/L。