硅胶表面壬基酚印迹材料的制备及其固相萃取应用

采用表面分子印迹技术,以壬基酚为模板分子,4-乙烯吡啶为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,通过溶胶凝胶法在无定型硅胶表面合成了壬基酚分子印迹聚合物。通过扫描电镜和红外光谱表征证明成功在硅胶表面合成了表面印迹聚合物。对印迹聚合物吸附性能考察的结果表明,该印迹聚合物对壬基酚仅15 min左右达到吸附平衡,去除率达75.13%,具有明显的快速吸附性和良好的选择吸附性。与C18柱相比,该分子印迹聚合物为填料的固相萃取柱对纺织品中的壬基酚具有显著的选择性分离和富集的能力,对壬基酚的加标回收率为86.4%~95.3%,相对标准偏差为2.8%~4.9%,表现出较高的回收率和准确性。     

分子印迹固相萃取测定天然海水中的三苯甲烷类杀菌剂

分别以结晶紫(CV)和孔雀石绿(MG)为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯(EDGMA)为交联剂,本体聚合法合成了印迹聚合物。运用扫描电镜和紫外光谱法分别对聚合物进行表征和识别机理的探索;采用静态平衡吸附实验研究了聚合物的结合特征及其对底物的选择性;以印迹聚合物为填料制备固相萃取柱,结合高效液相色谱分析了三份天然海水样品。结果表明:模板分子与功能单体之间形成1∶1络合物,印迹聚合物中的特异性立体空穴对模板分子的吸附能力要明显高于非印迹聚合物;自制固相萃取柱能够从天然海水中选择性的分离富集三苯甲烷类杀菌剂,在一号水样中检出CV和MG,浓度分别为0.92 ng/mL和1.30 ng/mL,二号水样中检出CV,浓度为0.52 ng/mL。     

核-壳表面磁性印迹聚合物的制备及其对水中双酚A的特异性去除

采用表面印迹技术制备了核-壳结构的磁性分子印迹聚合物(Fe3O4@SiO2-MIPs),在外磁场作用下该吸附剂很容易实现固-液分离.采用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对产物的结构进行了表征.通过平衡吸附实验与斯卡查德(Scatchard)分析证实了Fe3O4@SiO2-MIPs对双酚A的吸附选择性.Freundlich模型拟合吸附等温线的相关系数R2=0.995 2;准二级动力学模型很好地拟合了吸附动力学,相关系数R2达到了0.999 9.在弱酸性条件下,制备的印迹材料表现出高吸附效率和快速的吸附动力学,达到90%的去除率仅需40 min;各种离子的存在不影响双酚A的吸附率;与非印迹聚合物(Fe3O4@SiO2-NIPs)比较,Fe3O4@SiO2-MIPs对湖水中加标的双酚A表现出显著的亲和性;7次的重复使用而性能没有明显下降证明了Fe3O4@SiO2-MIPs的可重复使用性.     

固相萃取在农药测定中的应用

1 前言以气相或高压液相色谱法测定谷物、蔬菜、水果等农作物及水中农药时,样品均需预处理。通常,采用液液分配萃取法。但其操作麻烦,有机溶剂用量大,往往影响分析结果的准确性,且影响操作人员的健康。近年来,固相萃取法(简称SPE)已被用于上述的样品预处理。该法是采用固相萃取小柱,运用液相色谱的理论,选择吸附剂和洗脱剂,以富集待测物质或除去干扰物质。由于被测物质的种类不同,SPE法可分为正相、反相吸附和分配、离子交换及排阻色谱等。相中,以正、反相吸附和分配色谱法的应用较为广泛。本文就C_(18)色谱小柱的组成、萃取原理、使用方法及应用作一简要介绍。 2 C_(18)小柱 2.1 组成 C_(18)萃取小柱由硅胶担体表面的-CH基硅烷化而制成。如: 硅胶氯硅烷简称C_(18) 市售Sep-pakC_(18)小柱,其固定相夹在两块多孔塑料板之间而装在塑料小色谱柱内而成。     

没食子酸分子印迹聚合物的合成及识别性能研究

采用分子印迹技术合成了没食子酸分子印迹聚合物,通过实验研究了功能单体种类、模板分子与功能单体的物质的量之比、交联剂和溶剂种类不同的条件下制备的印迹聚合物的吸附性能,从而确定了没食子酸印迹聚合物制备的适宜条件;对合成的没食子酸分子印迹聚合物进行了等温吸附和Scatchard分析,研究了没食子酸分子印迹聚合物的识别特性,并通过红外光谱和扫描电镜表征了印迹聚合物的微观结构和微观形貌。     

双酚A分子印迹聚合物在固相萃取中应用的研究进展

双酚A是典型的环境内分泌干扰物,痕量的双酚A也会对生物体造成很大的危害。本文介绍了预组装法,自组装法以及牺牲空间法制备双酚A分子印迹聚合物以及在固相萃取中的具体应用。结果表明,BPA-MIPs-SCSE能有效吸附分离样品中的双酚A,回收率高,特异吸附效果强。     

新型离子印迹材料的制备及吸附重金属应用进展

离子印迹技术用于选择性吸附废水中痕量金属资源备受关注,采用新型材料组分制备离子印迹材料的研究取得了良好效果。文章以废水中金属资源提取及有毒金属去除为目的,简述了传统本体聚合法、悬浮聚合法、凝胶-溶胶法、表面接枝法的优缺点,阐述了天然矿物基、天然生物基、成品膜及混合铸膜基、温敏聚合层基、磁性硅基、磁性碳纳米管基、磁性氧化石墨烯基的制备应用进展;探讨了新型离子印迹复合材料的优势,最后指出离子印迹材料在自然水体、工业废水的应用及回收问题并提出建议,期望为制备新型离子印迹材料对复杂水相选择吸附应用研究提供参考。     

粉煤灰合成NaA型沸石对重金属离子的吸附动力学

以粉煤灰为原料,采用两步法合成了单一沸石矿物种的NaA型沸石,对合成产物的结构和性能进行了表征.通过静态吸附实验,研究了NaA型沸石对水溶液中Cu(ΙΙ)、Cr(Ⅵ)和Zn(ΙΙ)离子的吸附特性,从动力学角度探讨了吸附机理.结果表明,在所研究的浓度和pH值条件下,NaA型沸石对3种重金属的吸附符合Langmuir等温吸附方程,静态饱和吸附量(Qm)分别为82.30,65.96,47.78mg/g;3种金属离子在水溶液中的存在方式和大小是影响它们吸附行为的主要因素,通过动边界模型推算表明:NaA型沸石对Cu(ΙΙ)和Zn(ΙΙ)离子的吸附过程的速度控制步骤为液膜扩散,对Cr(Ⅵ)离子的吸附过程的速度控制步骤为颗粒扩散,3种金属离子的吸附过程符合伪二级方程.     

砷(Ⅲ)离子印迹聚合物的制备及吸附性能研究

以磁性氧化石墨烯为载体,砷离子(As(Ⅲ))为模板离子,3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTS)为功能单体,正硅酸乙酯(TEOS)为交联剂合成了As(Ⅲ)离子印迹磁性氧化石墨烯纳米材料(MGO-IIP),并使用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计对合成材料进行了表征.同时,考察了MGO-IIP对As(Ⅲ)的吸附特性.结果表明:318 K下MGO-IIP对As(Ⅲ)的最大吸附量为148.1 mg·g~(-1),仅20 min即可达到吸附平衡,印迹因子为2.35;吸附过程服从Langmuir模型和准二级动力学模型,说明是自发的吸热过程;在其他干扰离子存在的情况下,MGO-IIP对As(Ⅲ)仍然具有良好的吸附效果,且能够重复使用4次,在含砷废水处理中具有应用价值.MGO-IIP材料对As(Ⅲ)的吸附机制为表面络合作用及物理吸附.     

Cu( Ⅱ )印迹壳聚糖交联膜的表征及其吸附热力学特性

为处理低浓度重金属废水,采用分子印迹、化学预交联及交联方法,制备了一种新型的Cu(Ⅱ)印迹壳聚糖交联膜(IMCu(Ⅱ)-E-CTS),对该膜的孔隙率、溶胀率、氨基含量、表面形态、官能团以及结晶性等性能进行了表征.考察了该膜对低浓度(20～70 mg.L-1)Cu(Ⅱ)的吸附热力学特性.结果表明,IMCu(Ⅱ)-E-CTS孔隙率、溶胀率和氨基含量分别为76.9%、109%、4.26 mmol.g-1;与壳聚糖膜(CTS)相比,IMCu(Ⅱ)-E-CTS溶胀率降低了44.0%、孔隙率升高了528%、氨基含量降低了16.5%;与壳聚糖交联膜(E-CTS)相比,其氨基含量升高了24.6%;与CTS和E-CTS相比,IMCu(Ⅱ)-E-CTS的表面形态发生了显著的变化,内部结构变得疏松;与CTS相比,IMCu(Ⅱ)-E-CTS分子链具有不规整性,结晶能力降低.在含等浓度Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)混合溶液中,IMCu(Ⅱ)-E-CTS对Cu(Ⅱ)表现出具有良好的选择性.IMCu(Ⅱ)-E-CTS对Cu(Ⅱ)浓度为20～70 mg.L-1的吸附符合Freundlich等温曲线(R2>0.99),该吸附是自发、放热、熵减小的过程.     

改性柚皮粉对水中Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附

基于柚皮中富含纤维素、木质素、多糖等可与重金属发生络合、螯合作用的物质,将农林及生活废弃物柚子皮作为重金属离子的吸附剂。采用经NaOH改性的柚皮粉吸附水中Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)。考察了pH、吸附时间、改性柚皮粉用量以及Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)初始浓度等因素对吸附的影响,测定了吸附等温线,对等温吸附规律及动力学进行了探讨。结果表明,pH、吸附时间、改性柚皮粉用量、Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)初始浓度等因素对吸附效果均有影响。吸附Cu(Ⅱ)的适宜条件为:pH5.4～5.5,吸附时间10min,改性柚皮粉用量0.2g/100mL,Cu(Ⅱ)初始浓度20～80mg/L。在该条件下,Cu(Ⅱ)去除率达95%以上。吸附Zn(Ⅱ)的适宜条件为:pH5.5～5.6,吸附时间60min,改性柚皮粉用量0.4g/100mL,Zn(Ⅱ)初始浓度小于80mg/L。在该条件下,Zn(Ⅱ)去除率达90%以上。等温吸附规律可用Freundlich和Langmuir模式较好地描述,吸附呈单分层形式,吸附性能良好。吸附动力学规律符合准一级、准二级和Elovich动力学模型。     

Removal of heavy metals from artificial metals contaminated water samples based on micelle-templated silica modified with pyoverdin I

The micelle-templated silica (MTS) was firstly chemically modified with 3-glycidoxypropyl-trimethoxysilane (GPTMS) before immobilized with pyoverdin I. The characteristics of pyoverdin I-anchored onto the modified MTS were investigated using fluorescence, infrared spectra and scanning electron microscopy. The specific surface area of all materials was calculated by Bnmauer, Emmett and Teller (BET) method using nitrogen isotherm adsorption data. As the results, the surface area of commercial silica gel decreased from 609.2 to 405.4 m2/g, it indicated that the pyoverdin I could be immobilized onto the surface of silica solid support. This adsorbent was used for extraction of Fe(Ⅲ), Cu(Ⅱ), Zn(Ⅱ), and Pb(Ⅱ) in artificial metals contaminated water. Experimental conditions for effective adsorption of trace levels of metal ions were optimized with respect to different experimental parameters using batch procedure. The optimum pH value for the removal of metal ions simultaneously on this adsorbent was 4.0. Complete desorption of the adsorbed metal ions from the adsorbent was carded out using 0.25 mol/L of EDTA. The effcct of different cations and anions on the adsorption of these metals on adsorbent was studied and the results showed that the proposed adsorbent could be applied to the highly saline samples and the sample which contains some transition metals.     

Pb(Ⅱ) biosorption using chitosan and chitosan derivatives beads: Equilibrium, ion exchange and mechamsm studies

The study examined the adsorption of Pb(Ⅱ) ions from aqueous solution onto chitosan, chitosan-GLA and chitosan-alginate beads.Several important parameters influencing the adsorption of Pb(Ⅱ) ions such as initial pH, adsorbent dosage and different initial concentration of Pb(Ⅱ) ions were evaluated. The mechanism involved during the adsorption process was explored based on ion exchange study and using spectroscopic techniques. The adsorption capacities obtained based on non-linear Langmuir isotherm for chitosan, chitosan-GLA and chitosan-alginate beads in single metal system were 34.98, 14.24 and 60.27 mg/g, respectively. However,the adsorption capacity of Pb(Ⅱ) ions were reduced in the binary metal system due to the competitive adsorption between Pb(Ⅱ) and Cu(Ⅱ) ions. Based on the ion exchange study, the release of Ca~(2+), Mg~(2+), K~+ and Na~+ ions played an important role in the adsorption of Pb(Ⅱ) ions by all three adsorbents but only at lower concentrations of Pb(Ⅱ) ions. Infrared spectra showed that the binding between Pb(Ⅱ) ions and the adsorbents involved mostly the nitrogen and oxygen atoms. All three adsorbents showed satisfactory adsorption capacities and can be considered as an efficient adsorbent for the removal of Pb(Ⅱ) ions from aqueous solutions.     

优化多孔蜂窝状硅镁胶的制备及其对弱酸性红的吸附性能

为了研究开发经济、高吸附量、可再生的吸附剂,以Na₂SiO₃、MgCl₂为原料,通过溶胶-凝胶法制备出一系列优化蜂窝状硅镁胶,并分析制备硅镁胶的最佳焙烧条件,采用热重分析(TG)、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射光谱(XRD)、比表面及孔隙度分析、电镜扫描(SEM)等手段对硅镁胶进行结构表征和性质测定,研究硅镁胶对印染废水中弱酸性红的吸附行为. 结果表明:经500 ℃焙烧4 h后镁硅配比〔n(Mg2+)∶n(SO2-₃)〕为3∶1的硅镁胶对弱酸性红具有最好的吸附效果,硅镁胶对弱酸性红的吸附符合Langmuir模型,吸附过程符合伪二级动力学模型,在吸附温度为25 ℃、投加量为0.5 g/L、ρ(弱酸性红)初始值为200 mg/L时,硅镁胶对弱酸性红的饱和吸附量可达到199.51 mg/g,脱除率达到99.34%;经过5次再生之后对弱酸性红依然具有较高的吸附量,可达到192.12 mg/g,脱除率为95.60%. 研究显示,以Na₂SiO₃、MgCl₂为原料制备的优化多孔蜂窝状硅镁胶对弱酸性红具备良好的吸附性能,并且具有较好的再生能力,是一种廉价高效的吸附材料.      

Effect of sorbed and desorbed Zn(Ⅱ) on the growth of a green alga (Chlorella pyrenoidosa)

Toxic effect of Zn(Ⅱ) on a green alga (Chlorella pyrenoidasa) in the presence of sepiolite and kaolinite was investigated.The Zn-free clays were found to have a negative impact on the growth of C.pyrenoidosa in comparison with control samples (without adding any clay or Zn(Ⅱ)).When Zn(Ⅱ) was added,the algae in the presence of clays could be better survived than the control samples,which was actually caused by a decrease in Zn(Ⅱ) concentration in the solution owing to the adsorption of Zn(Ⅱ) on the clays.When the solution system was diluted,the growth of algae could be further inhibited as compared to that in a system which had the same initial Zn(Ⅱ) concentration as in the diluted system.This in fact resulted from desorption of Zn(Ⅱ) from the zinc-contaminated clays,although the effect varied according to the different desorption capabilities of sepiolite and kaolinite.Therefore the adsorption and desorption processes of Zn(Ⅱ) played an important part in its toxicity,and adsorption and desorption of pollutants on soils/sediments should be well considered in natural eco-environmental systems before their risk of toxicity to aquatic organisms was assessed objectively.     

多孔炭/硅胶复合吸附剂吸附除铬(Ⅵ)研究

用静态吸附法研究了吸附条件对多孔炭/硅胶复合吸附剂的吸附除铬(Ⅵ)性能的影响,这些条件包括接触时间、溶液pH值、吸附剂用量、初始溶液浓度和吸附温度等。结果表明多孔炭/硅胶是有效的吸附除铬(Ⅵ)材料,除铬(Ⅵ)过程强烈依赖于溶液pH值,优化的pH值为2.3,在此pH下有部分铬(Ⅵ)被还原。吸附剂用量、吸附温度、初始溶液浓度等也影响吸附过程。20h可以达到吸附平衡。吸附等温线可以用Langmuir方程描述。     

Biosorption of cadmium(Ⅱ) and lead(Ⅱ) ions from aqueous solutions onto dried activated sludge

The removal of heavy-metal ions from aqueous solutions by using dried activated sludge has been investigated in batch systems. Effect of solution pH, initial metal ion concentration, and temperature were determined. The results of the kinetic studies showed that the uptake processes of the two metal ions(Cd(Ⅱ) and Pb(Ⅱ)) followed the pseudo-second-order rate expression. The equilibrium data fitted very well to both the Langmuir and Freundlich adsorption models. The FT-IR analysis showed that the main mechanism of Cd(Ⅱ) and Pb(Ⅱ) biosorption onto dried activated sludge was their binding with amide I group.     

羧基甲壳素对Pb(Ⅱ)的吸附性能及机理研究

为了提高甲壳素对Pb²⁺吸附性能,采用2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基（TEMPO）/次氯酸钠（NaClO）/溴化钠（NaBr）氧化体系对甲壳素羧基化改性.采用FTIR、Solid ¹³C-NMR、XRD和SEM-EDX等对羧基甲壳素结构和形貌进行表征,考察了不同NaClO用量制备的羧基甲壳素、溶液pH值、Pb（Ⅱ）初始浓度、吸附时间和离子强度对吸附量的影响,利用XPS探究其吸附机理.结果表明,氧化改性不改变甲壳素的晶型,羧基出现在甲壳素晶体表面;NaClO用量和溶液pH值对吸附量影响显著,pH值为4.0~6.0,NaClO用量为30mL制备的羧基甲壳素吸附效果好,60min达到平衡,室温下饱和吸附量达233.64mg/g;吸附动力学符合准二阶动力学方程,吸附等温线符合Freundlich等温吸附模型,吸附机理包括静电作用、络合配位和离子交换.     

Fe3O4/GO对水溶液中Cd(II)去除的影响因素

为探索高效且快速去除水溶液中Cd （Ⅱ）污染方法,采用自制磁性四氧化三铁负载氧化石墨烯（Fe₃O₄/GO）纳米复合材料对水溶液中Cd （Ⅱ）进行去除,利用单因素实验确定影响因素水平范围（初始Cd （Ⅱ）浓度、温度、反应时间、初始pH值）,并采用响应面法（RSM）及人工神经网络-遗传算法（ANN-GA）对去除水溶液中Cd （Ⅱ）的影响因素（4因素3水平）进行优化,利用等温吸附、动力学及热力学参数研究吸附剂性能.通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪及超导量子干涉器件（SQUID）对复合材料表征.结果表明,平均粒径为30.9nm的磁性Fe₃O₄/GO纳米复合材料被成功制备.RSM用于磁性Fe₃O₄/GO纳米复合材料对水溶液中Cd （Ⅱ）去除条件优化,预测去除率达到86.451%,验证试验为82.220%,对应条件：温度为20.14℃,反应时间为57.78min,初始pH值为6.41和初始Cd （Ⅱ）浓度为11.18mg/L; ANN-GA优化条件后的预测去除率为89.722%,验证试验为87.723%,相应条件：温度为29.96℃,pH值为5.49,初始Cd （Ⅱ）浓度为28.36mg/L,反应时间为65.78min.根据模型R²值,预测的最大去除率及验证试验,ANN-GA模型性能及预测能力均高于RSM.RSM方差分析表明4个因素对磁性Fe₃O₄/GO纳米复合材料去除水溶液中Cd （Ⅱ）的影响大小为：初始Cd （Ⅱ）浓度>温度>反应时间>pH值.吸附机理分析结果显示,Fe₃O₄/GO纳米复合材料对Cd （Ⅱ）吸附过程同时存在着物理吸附和化学吸附.结合ANN-GA优化,利用磁铁实现且快速分离,磁性Fe₃O₄/GO纳米复合材料用于去除Cd （Ⅱ）是可行的.关键字：Cd （Ⅱ）;四氧化三铁负载氧化石墨烯;单因素实验;响应面法;人工神经网络-遗传算法中图分类号：X53