基于离子选择性电极的土壤重金属检测系统研究

设计了一套基于离子选择性电极与单片机技术的土壤重金属含量检测系统,并基于能斯特(Nernst)方程与最小二乘法研究了离子选择性电极响应电位与目标离子浓度的线性回归模型,建立两者之间的函数关系。采用离子选择性电极作为信号采集器,通过单片机系统和串行模数转换模块实现了较高精度、低成本的数据采集,并基于LabVIEW 8.2软件开发上位机软件实现了数据的显示、保存和打印。通过相关实验,得到铜离子选择电极响应电位E与离子浓度C的线性回归方程为E=267.047+29.494lg C_(Cu~(2+)),线性相关系数R~2=0.996 2。运用标准浓度硝酸铜溶液对回归模型进行了验证,线性回归模型的计算值与实际值间的相对误差在2.0%~7.2%之间。实验结果表明,回归模型的预测效果基本上可以满足一般精度要求的检测,检测系统可以用于土壤痕量重金属的初步检测分析。     

流动体系下黄铁矿-方铅矿原电池反应实验研究

采用三电极体系,在流动溶液下,改变溶液组分浓度和流速,对黄铁矿和方铅矿组成的原电池腐蚀电流密度和混合电位进行研究,结果表明:Na+离子对原电池反应无明显影响,Fe3+离子能明显加快原电池的腐蚀速度,并且Fe3+浓度越大腐蚀速度越快;溶液流速越大原电池腐蚀速度越快。实验结果对矿山环境污染治理有指导意义。结合混合电位理论和Butler-Volmer方程从理论上对实验结果进行了解释。     

喷射流氧电极

溶解氧测定仪在工农业生产中有着广泛应用.在测量过程中,氧电极附近的氧经过选择性透膜扩散进入氧电极而被电极反应所消耗.溶液本体的氧不能及时扩散到电极簿膜附近,致使通常溶解氧电极不能使测定结果稳定、准确、可靠.有人采取加强搅拌的补救措施,却又容易使空气中的氧进入溶液,影响测定结果.我们采用喷射流氧电极,大大提高了溶解氧测定仪的稳定性和准确性.     

电极法测定粮食中氟的若干问题探讨

离子选择性电极直接电位法测定氟离子浓度具有设备简单，操作简便，快速等优点。其原理是氟电极的氯化镧单晶膜对氛离子产生选择性的对数响应，电位差随溶液中F－的活度改变而变化，电位变化符合能斯特（Nernst）公式，根据电位差求出样品中F－浓度。以下仅就电极法测定粮食中氛的若干问题作如下讨论。1试剂的影响总离子强度缓冲液（TISAB），其作用主要有：1．1调节离于强度；由于加入了较大量的等不干扰离子，使各样品溶液间与标准系列溶液间离子放度趋于一致，从而掩藏了各液离子浓度与活度之间的差异而引起的误差。1．2保持一定的P…     

电化学方法去除水溶液中重金属离子

考察沉积有单壁碳纳米管(SWCNTs)的不锈钢网片(SSN)(SWCNTs@SSN)电极对水溶液中混合重金属离子的去除可行性。结果表明,SWCNTs@SSN电极可同时去除水溶液中的Cr2O72-、Ni2+、Pb2+、Cu2+和Cd2+;不同溶液pH条件下,5种重金属离子在阴阳两极的去除过程有所差异,该电化学方法有潜力成为一种水溶液中混合重金属离子去除的新方法。     

Rittner和Ma电极法测定地下水中Cl~-

本文提出用离子选择电极Rittner和Ma法测定地下水中Cl~-。此方法与电极斜率无关,且不需做工作曲线,干扰因素少,因而具有很高的准确度。准确配制Cl~-浓度为C和10C的两个标准溶液,使地下水样品Cl~-浓度C_样符合C相似文献   

水质模拟的线性系统法

引言长期以来对污染物在受纳水体中的输送和混合都是采用对流-扩散模型进行分析的。对流-扩散模型是根据质量守恒原理和菲克分子扩散定律表示的。对于具有紊流效应和速度变化的天然水体,使用相同的数学结构描述分子扩散过程仍然有效,而仅需要改用分散系数而不再使用扩散系数。典型物理水质模型是由二阶偏微分方程与表示模型的初值和边界条件的辅助方程组成的。要求解这些方程的解是非常困难的,除了这些模型据有特别的初值和边界条件外,还有这些模型的基本方程必须要用数值解法。     

黄铜矿在含铁酸性介质中氧化过程的电化学研究

以天然黄铜矿为研究对象,运用开路电位,循环伏安曲线,Tafel极化曲线和交流阻抗(EIS)等电化学手段,对在硫酸介质中三价铁离子对黄铜矿的氧化过程的电化学行为进行了研究.结果表明,黄铜矿在酸性介质中的氧化可能通过两步反应完成,第一步中电极表面形成了一层主要成分是含硫中间产物的钝化膜,第二步则是黄铜矿主体的氧化.Fe3+离子有助于黄铁矿的直接氧化,在黄铜矿的溶解过程中起到了重要作用.极化曲线测量的结果显示随着溶液中Fe3+离子浓度的增加,黄铜矿的极化电流也在增加,黄铜矿也更容易进入钝化阶段.同时,交流阻抗对Fe3+离子浓度改变的响应也很敏感.     

水质环境条件对恒流超滤过程的影响研究

研究了用聚丙烯腈中空纤维超滤膜组件净化含腐殖酸类有机物模拟废水的恒流膜过程,考察了水中的Ca2+浓度、离子强度、pH值等水质环境条件对超滤膜过滤性能的影响。试验结果表明,增加水中Ca2+浓度,增大溶液离子强度,以及降低pH值均能增大跨膜压差的增加速率;增加水中Ca2+浓度和降低pH值的效果较明显。Ca2+、离子强度变化基本不影响有机污染物的去除率,而pH值的升高降低了膜对水中有机污染物的去除率。     

静电纺壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜对Cu~(2+)、Ni~(2+)及Cd~(2+)的吸附特性

采用SEM、FTIR、XRD、BET等技术对静电纺丝制得的吸附材料壳聚糖/聚乙烯醇(CS/PVA)纳米纤维膜进行表征,并通过对模拟重金属离子废水的吸附实验,系统考察了溶液pH、重金属离子(Cu2+、Ni2+及Cd2+)初始浓度和反应温度对吸附的影响.结果表明,在外加电压25kV、接触距离15.0 cm、纺丝速度0.15 m L·h-1的条件下,可制得CS/PVA质量比为20/80的连续无缺陷的平均直径76.31 nm、比表面积219.4m2·g-1的纤维膜.CS/PVA纳米纤维膜对重金属离子的吸附在2 h内达到平衡,其吸附容量随着温度的升高而升高,随着初始浓度的增大而增大,随着pH值的升高而提高,在pH=5.5时达到最大.在25℃和pH=5.5的条件下,用CS/PVA纳米纤维膜吸附浓度100 mg·L-1的Cu2+、Ni2+和Cd2+溶液,吸附容量分别为98.65、116.89和124.23 mg·g-1,且对重金属吸附无选择性.吸附过程符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,吸附动力学同时匹配准一级动力学模型和准二级动力学模型.热力学参数(ΔG、ΔH和ΔS)计算结果表明,CS/PVA纳米纤维膜对重金属离子的吸附是自发的吸热反应.     

阴离子型聚丙烯酰胺在离子交换膜上的吸附规律

研究了阴离子交换膜对阴离子型聚丙烯酰胺的吸附规律和影响因素.采用静态吸附的方法,测定了不同温度、不同浓度的阴离子型部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液在阴离子交换膜上的吸附量、吸附平衡时间,考察了初始HPAM溶液浓度、pH值以及溶液中其他离子浓度对其在离子交换膜上吸附的影响,目的是阐明阴离子交换膜对HPAM分子的吸附动力学过程、探讨各影响因素对吸附过程的影响.结果表明,阴离子型部分水解聚丙烯酰胺在阴离子交换膜上有明显的吸附作用,但在阳离子交换膜上吸附量几乎为0;阴离子交换膜对聚合物的吸附平衡时间随聚合物溶液初始浓度的增大而延长,且不同浓度、不同温度下的吸附过程动力学特征都能很好地遵循准二级动力学模型;303、308和313 K温度下,阴离子交换膜对聚合物的等温吸附可用Freundlich等温吸附模型很好地拟合,相关系数R2均达到0.99以上,温度越高,吸附量越大;聚合物溶液pH值和离子浓度对吸附效果有显著影响:pH=6时,吸附量达到最大值;吸附量随着离子浓度的增加而增大.     

道南膜技术测定Ca(NO3)2溶液体系中汞的化学形态

虽然道南膜技术(DMT)已经成功用于土壤/溶液中多种重金属自由态离子浓度的测定,但DMT技术测定Hg的形态尚未解决.采用DMT测定Ca(NO3)2溶液体系中Hg化学形态.实验结果表明,Hg在阳离子交换膜内的吸附除静电吸附外还存在结合力更强的化学吸附,Hg在阳离子交换膜内扩散成为Hg跨膜传输受阻的主要因素,限制道南膜技术用于Hg形态测定.Hg2+和Hg(OH)2都表现出在阳离子交换膜上的强烈吸附,供端(Donor)Hg损失达50%以上.缩短试验时间至8h以内,可在一定程度上降低Hg吸附.计算结果表明,由于大量的Hg滞留在阳离子交换膜内,在计算受端(Acceptor)Hg浓度时引入滞留系数补偿供端Hg的损失,较好地预测了Ca(NO3)2溶液体系中Hg的化学形态.     

城郊小河流沉积物吸附Pb2+的动力学过程

采用分批试验法,对城郊小河流沉积物吸附Pb2+过程进行了研究,探讨了Pb2+吸附的动力学过程和机制.结果表明,随着溶液中沉积物质量增大,达到吸附平衡所需时间变短,单位沉积物吸附量和达到吸附平衡后溶液中Pb2+浓度变低;沉积物含量>0.6 g.L-1时对溶液中Pb2+的去除率超过95%;Pb2+在沉积物上吸附的动力学过程符合假二级动力学模型,该模型拟合的平衡吸附量也更接近真实值;Pb2+初始吸附速率与初始溶液中沉积物质量无明显的相关性;随溶液中沉积物浓度的增加,吸附速率常数逐渐增大,化学吸附所起的作用也越显著;较高浓度沉积物吸附Pb2+的动力学机制能较好符合Elovich方程,但较低浓度沉积物时则相对较差;从吸附速率来看,溶液中沉积物质量较高时,内扩散是整个吸附过程速率的控制步骤,沉积物含量较低时,吸附速率存在多级线性过程,初始阶段非均相扩散是主要控制步骤,但随着时间的延长,其吸附过程转变为沉积物内部的扩散过程.     

用含有管状阴离子交换膜的Donnan渗析法处理酸性废水

本研究是用(漂洗硝化纤维所排放的)实际的酸性废水测试管状阴离子交换膜的实用性,此阴离子交换膜是作分离浓度分别为0.013kmol/m~3和0.1kmol/m~3的硝酸根离子和硫酸盐离子用的.探讨了氢氧化物溶液的种类和浓度对渗析过程(即脱酸速率和渗析法的选择性)的影响.还对浓缩过程中盐分出现与渗析效率之间的关系加以考虑.     

膜萃取处理水溶液中镉、锌离子的工艺

以P204+正庚烷为萃取剂,将中空纤维膜萃取技术用于处理水溶液中镉离子、锌离子.研究了两相流速、初始浓度及溶液pH等因素对传质系数和萃取率的影响,计算了膜萃取器的传质单元高度(HTU)_w,同时还研究了萃取剂的再生问题.实验结果表明,在低浓度下(＜500 mg/L),平衡分配系数较大,传质阻力主要是在水相;在初始浓度较高时(＜2000mg/L),由于分配系数较小,三项传质阻力均不可忽略;在初始浓度很高时(＞2000mg/L),传质由有机相和膜相阻力控制.实验还表明通过膜器串联可以实现萃取剂的再生.对于稀溶液(＜200mg/L),中空纤维膜萃取可以使水溶液中金属离子浓度减小2个数量级,通过计算,中空纤维膜萃取器(HTU)_w在15～30cm之间,大大低于传统的萃取塔.     

重金属Pb~(2+)与蛋白质多组份体系的结合反应机制研究

滴涂法制备壳聚糖修饰电极(Chitosan/Glassy Carbon Electrode,CTS/GCE),并通过循环伏安法和电化学交流阻抗法表征修饰电极;利用修饰电极研究Pb2+离子与血清蛋白质混合体系及单组分体系的结合反应机理,并进行分析比较。结果表明,CTS/GCE修饰电极测定Pb2+-蛋白质分子相互作用时显现良好的线性响应关系,利用建议的理论方程计算了Pb2+与蛋白质的结合参数;分析实验数据表明混合组分体系中蛋白质分子间也存在相互作用,从而影响Pb2+与单组分蛋白质分子相互作用,Pb2+与多组分蛋白质溶液体系的相互作用参数不等于Pb2+与单组分蛋白质分子相互作用参数之和;同时,文章提出了一个蛋白质-蛋白质分子相互作用的计算公式,以此定量衡量多组分蛋白质混合体系中蛋白质分子间的相互作用。研究结果可为研究重金属离子与蛋白质组的相互作用提供前期基础,并为蛋白质-蛋白质分子间相互作用研究提供新方法。     

水样添加法测定NO3^——N

以离子选择性电极测定水中硝酸盐氮,一般采用标准曲线法和标准加入法。但,上述方法不适于测定含干扰离子较多的城市污水和工业废水。本文采用一次水样添加法,测定水中硝酸盐氮。即以标准溶液为基体,水样中干扰离子浓度被大大稀释,减少了对电极PVC膜的污染,提高了测定的灵敏度和准确度。6次测定的标准偏差<0.2(mg/l);加标回收率为94.2％～105.3％。实验部分一、仪器和试剂 (一)仪器 1.WL-IS微电脑离子机; 2.P_(No_3)—1型硝酸根离子选择性电极; 3.217型甘汞电极;     

基于唐南渗析原理阳离子交换膜对Cu~(2+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)去除能力的研究

基于唐南渗析原理,采用阳离子交换膜去除原水中Cu2+、Mn2+、Zn2+等重金属离子,研究影响阳离子交换膜去除各重金属离子能力大小的机制以及2种重金属离子共存时互相干扰的机制.结果表明,阳离子交换膜可有效去除原水中Cu2+、Mn2+、Zn2+等重金属离子,去除率为75%～85%;在浓度相同下且重金属离子带相同电荷数时,其水化离子半径越小,离子扩散速度就越快,阳离子交换膜对其去除能力就越强;当重金属水化离子半径基本相同时,膜对原子序数小的重金属离子的去除能力更强;相同浓度且相同电荷数的重金属离子共存时,各离子同步被去除,但各离子之间存在干扰,越易于被离子交换的离子与其它离子共存时,其竞争能力越强,使其他离子的去除率降低越多;当待去除离子的总浓度远低于膜的交换容量时,离子共存时各离子的去除率相比离子单独存在时各离子的去除率下降幅度不大.     

运用离子电极法自动测定氟化物技术的发展

一、运用离子电极法测定氟化物离子 1966年,在美国的《科学》(Scien-ce)杂志上曾登载了一篇关于氟分析的一个划时代的方法。这就是由Frant和Ross发明的,把氟化镧单结晶作为电极膜的离子电极法。这种电极在至今市售或研制出来的数十种离子电极中一种非常优异的,仅次于pH用玻璃电极的离子电极。就是说,它具有在定量分析中最需要的再现性良好、电极膜的寿命长、响应快、检出浓度范围广、电极膜对酸和碱稳定以及电极膜不受氧化性或还原性化学物质的影响     

城郊小河流沉积物吸附Pb2+的动力学过程

采用分批试验法,对城郊小河流沉积物吸附Pb2+过程进行了研究,探讨了Pb2+吸附的动力学过程和机制.结果表明,随着溶液中沉积物质量增大,达到吸附平衡所需时间变短,单位沉积物吸附量和达到吸附平衡后溶液中Pb²⁺浓度变低;沉积物含量>0.6 g·L^-1时对溶液中Pb²⁺的去除率超过95%;Pb²⁺在沉积物上吸附的动力学过程符合假二级动力学模型,该模型拟合的平衡吸附量也更接近真实值;Pb²⁺初始吸附速率与初始溶液中沉积物质量无明显的相关性;随溶液中沉积物浓度的增加,吸附速率常数逐渐增大,化学吸附所起的作用也越显著;较高浓度沉积物吸附Pb²⁺的动力学机制能较好符合Elovich方程,但较低浓度沉积物时则相对较差;从吸附速率来看,溶液中沉积物质量较高时,内扩散是整个吸附过程速率的控制步骤,沉积物含量较低时,吸附速率存在多级线性过程,初始阶段非均相扩散是主要控制步骤,但随着时间的延长,其吸附过程转变为沉积物内部的扩散过程.