碳纳米管/二氧化钛/壳聚糖催化薄膜光催化活性及苯降解机理

通过X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和紫外可见光漫反射谱(UV-vis)对碳纳米管/二氧化钛/壳聚糖复合薄膜的晶体结构和形貌进行表征,以室内空气典型污染物气相苯为模型反应物,研究碳纳米管/二氧化钛/壳聚糖催化薄膜的光催化活性及其对苯的光降解机理。结果表明,制备的碳纳米管/二氧化钛/壳聚糖催化薄膜所具有的良好催化活性归功于碳纳米管、二氧化钛和壳聚糖三者的协调效应;气相苯光降解产生的主要中间产物是乙酸乙酯和十一烷,以及少量的丙烯醛、4-羰基-甲基-苯乙酮、十二烷烃、2,4,-二叔丁基苯酚、二十一烷烃。根据红外光谱分析与GC/MS分析结果,进一步提出了气相苯的降解机理过程。     

CS-Fe和CS-Fe/Ni的制备及其用于去除钴离子

以氯化铁为铁源,硼氢化钠为还原剂,壳聚糖为稳定剂,采用液相还原法制备壳聚糖稳定纳米铁（CS-Fe）;并以氯化铁为铁源,硫酸镍为镍源,硼氢化钠为还原剂,壳聚糖为稳定剂,采用液相还原共沉淀法制备壳聚糖稳定纳米铁镍（CS-Fe/Ni）。通过SEM、EDS、XRD、FT-IR等表征手段,对所制备的CS-Fe和CS-Fe/Ni的形貌及微观结构进行表征,并以Co²⁺为目标去除物评价CS-Fe和CS-Fe/Ni的反应活性。初步研究表明,制成的CS-Fe含有单质纳米铁,颗粒多数以30~90 nm球形颗粒为主;而CS-Fe/Ni材料中含有纳米铁镍,颗粒多数以30~60 nm球形颗粒为主;在相同的实验条件下,反应60 min,CS-Fe/Ni对Co²⁺的去除率高达100%,但是CS-Fe仅为88%,即CS-Fe/Ni对Co²⁺的去除率比CS-Fe高。     

甲基红在壳聚糖上吸附富集的研究

研究了pH、初始浓度、时间及温度对甲基红在壳聚糖上吸附富集的影响。结果表明,pH是影响甲基红吸附富集的重要因素,最佳pH3．4。其动力学行为更好地符合Lagergren准二级反应动力学模型,随着温度增加,平衡吸附量减少。吸附过程的表观活化能（Ea）为7．518kJ／mol。壳聚糖对甲基红的吸附过程较好地符合Freundlich吸附等温方程。计算得到吸附过程的热力学参数△G0、△H0。和△S0分别为-24．88kJ／mol（303K）、-22．15kJ／mol和8．783J／（mol·K）,表明壳聚糖对甲基红的吸附是一个自发的放热过程。红外光谱分析得到,壳聚糖吸附甲基红的过程中,壳聚糖分子中存在的大量羟基和氨基发挥了主要作用。     

低分子量壳聚糖Nd~(3+)配合物的合成及抑菌性研究

通过将高分子量壳聚糖经双氧水氧化降解制得低分子量壳聚糖,再与Nd3+配位制得低分子量壳聚糖Nd3+配合物,通过IR,UV,TG-TDA和GPC分析对L-CTS的分子量及L-CTS-Nd的结构进行了表征,考察了对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌性能。结果表明,低分子量壳聚糖与Nd3+形成了稳定的配合物,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有良好的抑菌效果。     

添加壳聚糖溶胶-凝胶法制备的TiO2光催化剂及其光催化性能研究

采用添加壳聚糖（CTS）的溶胶-凝胶法制备了具有较高光催化活性的TiO2光催化剂,并用XRD、TEM、BET和IR等手段对其进行表征。结果表明,CTS的添加使TiO2衍射强度增强、分散性提高、比表面积增大从而使光催化活性提高;用所制备的催化剂光催化降解甲基橙反应60min后,其去除率由不添加CTS所制备TiO2的32％提高到48％,TOC去除率由14％提高到23％。     

新型自来水复合絮凝剂的研制与应用

研究用壳聚糖、聚铝和助剂A复合制备出一种成本低、絮凝效果好、出水Al3 含量少的新型自来水处理絮凝剂,并确定其最佳配比(体积比)为:0.1%壳聚糖:2%聚合氯化铝:0.1%助剂A=1:6:5.与传统聚铝类絮凝剂相比,其出水浊度和Al3 含量分别下降了2.97%和10.7%,并且药剂成本下降6.25%,有明显的经济和环境效益.     

α-环糊精接枝壳聚糖纤维的合成及其对对硝基酚的包合吸附与释放

在氰基硼氢化钠存在的弱酸性条件下将6-去氧-6-甲酰基-α-环糊精接枝到壳聚糖纤维上,制备了α-环糊精接枝壳聚糖纤维.测定了不同温度和时间下,α-环糊精接枝壳聚糖纤维对对硝基酚(PNP)的包合吸附与释放性能,及其包合稳定性常数和热力学参数.结果表明,α-环糊精接枝壳聚糖纤维是一种高效的PNP分离剂,对PNP具有良好的分子识别、包合吸附和释放性能,其PNP包合吸附容量可达到2.93 mg/g,318 K时PNP释放度可达到70%左右,并可反复包合吸附与释放;该包合反应为放热反应,分子间的范德华力起主导作用;包合物的稳定性受温度影响较大,低于298 K时较稳定,318 K时PNP释放达到平衡;在同一温度下,PNP释放度随时间的增加而提高.     

壳聚糖改性生物炭的制备及其对水溶液中Cd2+的吸附机制

以猕猴桃枝为原料,壳聚糖作为胺基表面改性剂,制备了一种绿色环保、对环境中重金属有良好吸附效果的功能性生物炭材料.采用批量吸附实验研究了改性前后生物炭的吸附性能.借助SEM-EDS、FTIR 和XPS表征方法,分析了改性前后生物炭的形貌结构和官能团变化,探究了其对溶液中Cd²⁺的吸附机制.结果表明,改性后的生物炭表面,引入了羟基（—OH）、羰基（—C=O）和氨基（—NH₂）等基团,显著提高了吸附性能,对Cd²⁺的吸附量较改性前增加107.12%.Lagergren准二级动力学模型和Langmuir等温吸附方程能较好地描述吸附过程,说明吸附速率由材料表面活性位点决定,吸附过程以化学吸附为主.对Cd²⁺的吸附机制主要是配位作用、表面沉淀作用、离子交换作用和阳离子—π键作用,吸附过程为自发的吸热过程.经过5次吸附-解吸循环后,改性后生物炭对Cd²⁺的吸附容量仍保持在初始吸附量的80%以上,表现出良好的可重复利用性.研究成果体现绿色化学的理念,所制备的壳聚糖改性生物炭可应用于镉污染水体和土壤的修复.     

H2O2辅助TiO2/CdS/壳聚糖复合膜光催化甲基橙脱色研究

为利用可见光对染料废水进行高效脱色,采用仿生矿化法制备了具有可见光响应的TiO2/CdS/壳聚糖复合膜光催化剂.用氙灯模拟日光,以甲基橙为目标污染物,探讨了催化剂用量、H2O2投加量、甲基橙初始浓度、溶液pH值、无机阴离子和催化剂重复使用对甲基橙溶液脱色效果的影响.结果表明,甲基橙质量浓度为15 mg/L,催化剂质量浓度为1.00 g/L,H2O2浓度为3.9 mmol/L,pH值为6.0时,光照130 min后甲基橙溶液的脱色率可达到99.90%.催化剂重复使用试验表明,制得的催化剂使用寿命较长,且其反应活性良好.     

血清和血浆对甲醛诱导性细胞内DPC形成的促进作用

为了探讨胎牛血清和血浆对甲醛诱导性细胞内DNA-蛋白质交联的影响,以昆明纯系小鼠直接分离肝细胞为试验材料进行体外染毒实验,采用KCl-SDS沉淀法检测甲醛染毒后肝细胞中DNA-蛋白质交联含量.结果表明,当缺乏胎牛血清和血浆时,500μmol·mL-1甲醛仅引起较低水平的交联效应,而加入胎牛血清和血浆以后,甲醛诱导的DPC极显著上升(p<0.01).血浆作用比胎牛血清更明显,但二者无显著性差异.结果提示,胎牛血清和血浆对甲醛诱导性DPC形成具有促进作用,而不是以前学者认为的缓冲作用,这可能是甲醛远距离毒性的基础.