双模板分子印迹微球的制备及其在海水溶液中的分子识别行为研究

以萘和蒽为双模板分子,以甲基丙烯酸为功能单体、二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂、聚乙烯醇（PVA）为分散剂,通过悬浮聚合制备了双模板分子印迹微球.采用紫外光谱法分析了双模板分子印迹效应产生的机制,用静态吸附实验考察了印迹微球对海水中2—3环多环芳烃的吸附选择性,并以分子印迹-分散固相微萃取法分析了海水中2—3环的多环芳烃.结果表明,双模板-功能单体分子间的多位点协同作用,优化了分子印迹材料的印迹孔穴,提高了双模板分子印迹微球的分子识别能力;所制备的双模板分子印迹材料使用3次后其选择识别性能未显著降低,显示出其富集与分离海水样品中2—3环多环芳烃的良好前景.     

虚拟模板分子印迹微球的制备及其对水中微囊藻毒素的吸附性能

本文以L-精氨酸为模板、丙烯酰胺(AM)为单体,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂以及偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用沉淀聚合法制备了微囊藻毒素分子印迹聚合物.采用量子化学密度泛函理论(DFT)模拟计算以确定模板分子(L-精氨酸)与功能单体(AM)的印迹比例,通过扫描电镜和红外吸收光谱对分子印迹聚合物微球进行表征,并利用平衡吸附实验考察了印迹微球对微囊藻毒素的吸附性能.结果表明,本虚拟模板法制备的印迹微球对MC-LR的吸附符合Langmuir模型,线性拟合得出MIPs的线性回归方程为Ce/Q=3.026×10-4+0.125(r=0.991),由此推导出对MC-LR的最大表观吸附量为80.3μg·g~(-1).实验还表明,印迹聚合物对MC-LR和MC-RR的吸附比非印迹聚合物具有更好的选择性,MIPs对MC-LR的初始吸附速率为58.8μg·g~(-1)·min~(-1),大于非印迹聚合物的初始吸附速率19.6μg·g~(-1)·min~(-1),具有选择性富集水体中MC-LR和MC-RR等微囊藻毒素的应用前景.     

基于纳米凹凸棒@CTS(壳聚糖)的砷离子印迹聚合物吸附特性

以三价砷为模板离子,纳米凹凸棒土为印迹载体,CTS(壳聚糖)为功能单体,KH-560为偶联剂,利用水合法制备了纳米凹凸棒表面砷离子印迹聚合物As-CAI,系统研究了该聚合物材料对于水中As(Ⅲ)的吸附特性.结果表明,该材料对水中As(Ⅲ)的吸附量高达39.04 mg·g~(-1),比相同条件下的空白印迹材料提高了1.53倍.反应最佳的酸碱环境为pH=5.0.吸附热力学及动力学研究结果表明,Langmuir方程能够更好地描述As(Ⅲ)在该印迹聚合物表面的吸附过程,反应属于自发进行的无序吸热反应,高温更有利于吸附反应的发生,吸附反应符合二级反应动力学模型.此外该印迹材料8次洗脱后吸附量仅降低13.7%,具有良好的重复再生利用性能.     

壳聚糖的化学改性及其吸附性能的研究

以脱乙酰度90%的壳聚糖(CTS)与硫氰酸铵和氯乙酸反应,合成了一种带有硫脲基和羧基双官能团的水溶性中间产物,再经戊二醛交联,制备了水不溶性的可用于处理含重金属废水的颗粒状树脂.用FTIR,SEM及比表面法对中间产物及颗粒状树脂进行了表征,表明—HN—C(S)—NH—CH2—COOH基团接枝到CTS链上并进行了交联.吸附实验表明,该化合物对Cu2 的吸附量(248mmol·g-1)比Ni2 (135mmol·g-1)高得多,这可能与离子的核电荷数和螯合体的配位相关.在两种金属离子的混合液中,该化合物对Cu2 的初始吸附选择性更强.吸附金属离子的树脂经3次盐酸洗脱再生后,吸附性能几乎没有下降.     

诺氟沙星分子印迹共混膜的制备及应用

本文以诺氟沙星为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,采用本体聚合法制备分子印迹聚合物,与聚砜铸膜液混合,制备出可以在低压力下对诺氟沙星有特异性截留作用的分子印迹共混膜.采用红外光谱对共混膜的结构进行表征,利用扫描电子显微镜对共混膜微观形貌进行表征.研究了聚合物的质量分数对共混膜水通量和截留率的...     

磷酸活化活性炭对Cu2+的吸附特征研究

寻求廉价而高效的吸附材料为目的,研究向日葵秸杆基活性炭对铜离子的吸附性能。以向日葵秸秆为原料,经H3PO4活化制备活性炭,通过静态实验研究了其对水溶液中Cu2+的吸附特性,考察了溶液pH值、吸附温度和离子强度对吸附的影响,探讨了吸附热力学、动力学和吸附机理。结果表明:溶液pH值为5～6时活性炭对Cu2+的去除效果最好;向50 mL 170 mg·L-1的溶液中加入0.5 g活性炭,温度为45℃、吸附时间为1 h时,对Cu2+的去除率可达98.3%;Langmuir方程能更好地描述Cu2+在活性炭上的等温吸附特征,静态吸附容量可达41.03 mg·g-1;吸附过程符合拟二级动力学过程,且为吸热的化学吸附过程,膜扩散为速率控制步骤,离子交换可能在吸附过程中起了重要作用。     

交联壳聚糖磁性微球的制备及其对金属离子的吸附性能

以碳包铁作磁核,环氧氯丙烷作交联剂,通过反相悬浮交联法制备交联壳聚糖磁性微球,研究磁性微球对Cu2 和Pb2 的吸附性能和吸附机理.结果表明:磁性微球对Pb2 和Cu2 的吸附量分别为72.0mg·g-1和48.3mg·g-1,磁性微球具有不易流失,易再生的特点.     

表面印迹材料对水中Cd(Ⅱ)的吸附动力学

采用表面印迹技术,以硅胶为载体、Cd(Ⅱ)为模板离子、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷为偶联剂和功能单体、环氧氯丙烷为交联剂,合成了脲基功能化的镉离子表面印迹材料.用制备好的印迹材料为吸附剂进行静态吸附实验,考察了溶液的不同p H值、反应时间、温度和Cd(Ⅱ)的初始浓度等因素对镉离子吸附效果的影响.并用准一级动力学和准二级动力学对实验数据进行拟合,计算出相应的速率常数.结果表明,表面印迹材料对Cd(Ⅱ)的吸附是一个快速的过程,在20 min内即可达到吸附平衡,且准二级动力学方程(R20.99)能更好地描述其吸附动力学行为.吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型,这表明了吸附过程是以单层吸附为主.在最佳的吸附条件下,Cr(Ⅱ)的吸附量可达到83 mg·g-1.此外吸附热力学研究表明该吸附过程是一个自发的、吸热过程.     

粉煤灰活性炭处理含铜废水的性能

为了研究粉煤灰活性炭的吸附性能,以原粉煤灰和纯活性炭作对照,比较3种吸附剂在不同时间、pH和投加量下处理含Cu(Ⅱ)废水的性能.结果表明,在pH 5,吸附时间60 min的条件下,纯活性炭、粉煤灰活性炭和粉煤灰对含Cu(Ⅱ)废水的去除率依次为100%、97%和78.7%,粉煤灰活性炭吸附性能接近纯活性炭.Cu饱和的粉煤灰活性炭,用0.2 mol.L-1浓度的HCl清洗解吸效果最好.在饱和吸附和解吸重复10次后,再生粉煤灰活性炭的吸附容量下降20%,接近活性炭的18%,充分说明粉煤灰活性炭有较好的可再生性.粉煤灰制成粉煤灰活性炭,用于含金属废水的治理,不仅效果好、成本低,还是粉煤灰资源化的重要途径,有广阔的应用前景.     

中空硅球表面分子印迹温敏聚合物吸附溶液中的四环素

本文开展了中空温敏分子印迹聚合物(HTMIPs)吸附溶液中四环素(TC)的实验研究,采用牺牲酵母模板法制备的中空硅球作为基质材料,以TC为模板分子,N-异丙基丙烯酰胺为温敏单体,通过沉淀聚合法合成了中空温敏型TC分子的印迹聚合物,利用FT-IR和SEM等方法对HTMIPs的理化性能进行表征,通过静态吸附实验考察HTMIPs对TC的吸附性能.结果表明,HTMIPs对模板分子TC在pH值为5.0时,35℃条件下吸附容量最大,约为72.05μmol·g~(-1),表明该印迹吸附剂对TC具有良好的亲和性和选择吸附性.HTMIPs的等温吸附结果与Freundlich模型拟合更好,动力学吸附结果更符合准二级动力学吸附模型,表明HTMIPs对于TC分子的吸附主要是在非均匀表面共价键作用下的结果.同时,HTMIPs表现出良好的可重复利用性,5次重复吸附-解吸附后吸附量损失约6.64%.因此,所制备的中空温敏印迹聚合物在吸附分离环境水体中的抗生素方面有良好的实际应用前景.     

生物可降解络合剂[S,S]-乙二胺二琥珀酸改性蛭石和活性炭及其对Fe(Ⅱ)的吸附性能

提出将Fe(Ⅱ)离子吸附络合稳定于活性炭、蛭石表面,再与H2O2组成新的非均相Fenton反应体系,通过加热、煮沸、干燥等简单的物理方法成功地将螯合剂EDDS([S,S]-乙二胺二琥珀酸)修饰到蛭石和活性炭表面,对蛭石和活性炭进行改性.主要研究了包括pH、温度、初始浓度、反应时间对材料吸附性能的影响.研究表明,在相同条件下EDDS改性可以提高活性炭和蛭石对Fe(Ⅱ)离子的吸附容量,溶液pH、温度、初始浓度对吸附有较大影响.吸附等温线的拟合结果表明,Fe(Ⅱ)离子在EDDS修饰的活性炭和蛭石上吸附行为符合Langmuir吸附,其饱和吸附量都有所提高,且具有较大的吸附系数,这是由于修饰在活性炭和蛭石表面的EDDS和金属离子形成强烈的络合作用所致.     

类特异性分子印迹聚合物微球的制备及其吸附性能研究

采用分子印迹技术,以氯磺隆(CS)为模板分子,甲基丙烯酸乙二胺乙酯(DEMEA)为功能单体,三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TRIM)为交联剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,通过沉淀聚合法合成了类特异性印迹聚合物微球(MIPM),并利用HPIJC、SEM等手段对微球的吸附性能进行了表征.结果表明,聚合物微球对印迹分子及...     

聚乙烯吡咯烷酮(PVP)及溴酚蓝(BPB)掺杂PVP复合薄膜光波导元件的气敏特性

分别以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和溴酚蓝(BPB)掺杂的PVP溶液作为敏感材料,用旋转甩涂法制备薄膜固定在K+交换玻璃光波导表面,研制出PVP薄膜/K+交换玻璃光波导敏感元件和BPB-PVP复合薄膜/K+交换玻璃光波导敏感元件并研究其气敏性.选择最佳条件制备的PVP薄膜/K+交换玻璃光波导敏感元件对二甲苯气体的响应较大(1×10-3—1×10-6(v0/v));PVP中掺杂不同浓度的溴酚蓝,确定其最佳浓度制备的BPB-PVP复合薄膜/K+交换玻璃光波导敏感元件,能检测体积比浓度为1×10-8(S/N=2.9)的二甲苯气体,且体积比浓度在1×10-3—1×10-8(v0/v)范围内输出光强度的变化与二甲苯气体浓度之间有良好的线性关系(R2=0.98).     

Cu(Ⅱ)、Ca(Ⅱ)共存对IRC748树脂吸附四环素的影响与机制

通过静态pH影响、等温线和动力学实验,研究了Cu(Ⅱ)/Ca(Ⅱ)共存对亚氨基二乙酸树脂IRC748吸附四环素(TC)的影响规律.研究结果表明,广泛的pH(2—8)范围内,共存的Cu(Ⅱ)显著促进了IRC748对TC的吸附,而共存的Ca(Ⅱ)会抑制其吸附.TC对Cu(Ⅱ)/Ca(Ⅱ)的吸附影响较小.TC吸附在不同体系中均符合Frendlich模型,亲和力参数Kf随共存Cu(Ⅱ)浓度的增大而增大(约33%),随共存Ca(Ⅱ)浓度的增大而降低(约15%).不同体系中TC吸附动力学均较符合拟二级动力学方程,含Cu(Ⅱ)体系中TC与Cu(Ⅱ)的吸附进程一致.UV-Vis、FTIR、XPS和Cu(Ⅱ)预负载证明了液相中仅Cu(Ⅱ)与TC发生强烈络合,TC因[Cu-TC]络合物吸附(RouteⅠ)或Cu(Ⅱ)位点的桥联吸附作用(RouteⅡ)在IRC748上得到增强去除;Ca(Ⅱ)会与TC竞争相同的吸附位点(羧基)而降低TC的吸附.     

磷酸活化活性炭对Cu~（2＋）的吸附特征研究

寻求廉价而高效的吸附材料为目的,研究向日葵秸杆基活性炭对铜离子的吸附性能。以向日葵秸秆为原料,经H3PO4活化制备活性炭,通过静态实验研究了其对水溶液中Cu2＋的吸附特性,考察了溶液pH值、吸附温度和离子强度对吸附的影响,探讨了吸附热力学、动力学和吸附机理。结果表明：溶液pH值为5～6时活性炭对Cu2＋的去除效果最好;向50 mL 170 mg·L-1的溶液中加入0.5 g活性炭,温度为45℃、吸附时间为1 h时,对Cu2＋的去除率可达98.3%;Langmuir方程能更好地描述Cu2＋在活性炭上的等温吸附特征,静态吸附容量可达41.03 mg·g-1;吸附过程符合拟二级动力学过程,且为吸热的化学吸附过程,膜扩散为速率控制步骤,离子交换可能在吸附过程中起了重要作用。     

Fe3O4@SA/Ce微球的表征及对染料的吸附特性

以天然高分子化合物海藻酸钠(sodium alginate,SA)为骨架,结合磁性Fe₃O₄和稀土铈离子Ce(Ⅲ)通过溶液反应制备出一种新型的磁性海藻酸铈复合微球(Fe₃O₄@SA;Ce).采用X射线衍射(XRD)、孔结构比表面积分析(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)及振动样品强磁计(VSM)对Fe₃O₄@SA;Ce的结构进行了表征,并以直接桃红12B(direct red 12B,DR 12B)和直接橙S(direct orange S,DO S)两种染料为吸附对象,探讨了Fe₃O₄@SA;Ce的吸附剂性能、吸附动力学和热力学.结果表明,Fe₃O₄@SA;Ce对室温下自然pH染料溶液中DR 12B和DO S均表现出良好的吸附效果,吸附量分别可达464 mg·g^-1和730 mg·g^-1.在不同温度下(298、313、328 K),Fe₃O₄@SA;Ce对DR 12B和DO S的吸附过程均可用拟二级吸附动力学方程准确描述.通过等温吸附研究,发现Fe₃O₄@SA;Ce对两种染料的等温吸附较好地符合Freundlich模型.各种表征结果表明,SA与Ce(Ⅲ)和Fe₃O₄交联反应后生成的Fe₃O₄@SA;Ce凝胶球表面有大量深浅不一的褶皱沟纹,形貌发生了显著变化.作为一种绿色环保、制备方法简单、可高效吸附的磁性高分子复合吸附剂,Fe₃O₄@SA;Ce对高浓度染料具有很好的吸附效果,期望能够在染料废水处理中得到广泛应用.     

中空分子印迹微球的制备及其选择性吸附阿莫西林性能研究

研究以UiO-66为稳定粒子,阿莫西林(AMOX)为模板分子通过皮克林乳液法制备分子印迹中空微球(MIHM),并用于分离富集溶液中的阿莫西林.通过SEM、FT-IR和XRD等方法和静态吸附实验对MIHM的理化性质和吸附性能进行研究.结果表明,UiO-66纳米粒子能够稳定皮克林乳液,粒子分布于中空MIHM胶囊表面,胶囊粒径约为20—60μm.吸附实验结果表明,MIHM对AMOX有较大的吸附容量,吸附容量在318 K,100 mg·L~(-1)的AMOX溶液中达到0.1376 mmol·g~(-1),在选择性吸附实验中对AMOX具有选择性识别性能.经过3次循环回用后材料吸附容量降低12.71%,有良好的再生性.     

二硫化钼-水滑石复合材料对水中Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附机制

二维层状纳米材料可以有效去除水中的重金属,而吸附机制一直是研究难点和热点.为进一步提升材料性能,明确吸附反应机制,以典型的水滑石和二硫化钼为原料,采用共沉淀法制备镁铝水滑石,然后利用水热法负载二硫化钼,制备了复合材料(MoS₂-LDH).结果表明,MoS₂-LDH对水中Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附作用机制包括沉淀、络合、同晶置换和静电吸引作用,其中沉淀作用为主导,贡献率占46.57%—58.32%,其次为络合作用(27.15%—32.08%)和同晶置换作用(10.75%—17.86%),静电吸引的贡献最小(3.33%—4.26%);吸附过程与拟二级动力学方程和Langmuir模型相符,最大吸附量达到48.31、71.33、77.16 mg·g^-1.对高效去除重金属的吸附机制的详细研究,可为二维复合材料的设计合成提供理论支撑.     

模板法合成介孔硅酸钙及其对重金属离子的吸附性能

以硝酸钙和硅酸钠为原料,采用模板法制备了介孔硅酸钙.探讨了不同模板剂(十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲溴化铵、P123和十六烷基三甲溴化铵-四甲基氢氧化胺)对介孔硅酸钙孔径和表面形貌的影响,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、BET表面分析和红外光谱(FT-IR)等对其结构进行了表征,考察其对含Pb~(2+)和Cu~(2+)模拟废水的吸附性能和解吸再生性能,并与活性炭的吸附性能进行比较.结果表明,采用十六烷基三甲溴化铵模板剂为模板合成的硅酸钙具有介孔结构,为狭缝孔,孔径主要介于4—50 nm之间,比表面积达158.13 m~2·g~(-1);在298 K下,对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附容量分别为1.833 mmol·g-1和6.557 mmol·g-1,远比在相同吸附条件下活性炭的吸附容量高.介孔硅酸钙吸附重金属离子为放热反应,主要是表面羟基与重金属离子间配位化学作用.经过5次洗脱再生,对Pb~(2+)的平衡吸附量和吸附率仅分别降低了0.102 mmol·g-1和4.2%,表明其具有优良的吸附/再生性能,有望成为优良的重金属离子吸附材料.     

三峡库区消落带土壤对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附特征

以三峡库区消落带紫色土为对象,采用平衡吸附法研究了Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)在紫色土中的吸附特征,分析了紫色土对重金属的吸附能力.结果表明:(1)随着加入Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)浓度增高,紫色土对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附量增大,碱性紫色土对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附量最高分别为1499.5 mg.kg-1、2845.4 mg.kg-1;(2)土壤中有Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的专性吸附位点,在两者共存的条件下存在竞争吸附,Cu(Ⅱ)的竞争吸附能力大于Zn(Ⅱ),其各自的最大吸附量小于单一离子条件下的吸附量,碱性、中性、酸性紫色土Cu(Ⅱ)最大吸附量的下降幅度分别是14.5%、15.2%、15.9%,Zn(Ⅱ)的最大吸附量下降幅度分别为31.7%、28.1%、25.7%;(3)共存阳离子类型及浓度影响紫色土有效Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)含量,随着阳离子的加入,碱性紫色土的有效Cu(Ⅱ)含量增加,酸性紫色土减少,而3种紫色土的有效Zn(Ⅱ)含量均增加.消落带土壤淹水后,水体中Cu(Ⅱ)及其他阳离子的存在使土壤对Zn(Ⅱ)的吸附力降低,造成Zn(Ⅱ)污染的环境风险增加.