杨梅单宁膜吸附材料的制备及其对铜、锌离子的吸附特性研究

以杨梅单宁、魔芋葡苷聚糖和大米淀粉为原料,通过交联反应制备杨梅单宁膜吸附材料,分析其红外光谱(FT-IR),并系统地研究了其对Cu2+和Zn2+的吸附特性。结果表明:杨梅单宁膜吸附材料在pH值5.0时对Cu2+和Zn2+的吸附容量最高;当初始质量浓度为200mg/L,pH值5.0,反应温度为25℃,吸附剂用量为0.1 g时Cu2+和Zn2+的平衡吸附容量分别为12.79和6.13 mg/g;吸附容量随着温度的升高而增大,但影响不大;Freundlich方程可以很好地拟合吸附等温线;吸附动力学均可用拟二级速率方程进行拟合。在铜、锌混合溶液中,杨梅单宁膜材料可以优先去除铜离子。     

油茶果壳提取物的改性及对Cr(Ⅵ)与Cu(Ⅱ)的吸附

采用油茶果壳提取物与戊二醛交联的方法,制备油茶果壳提取物改性吸附剂;探讨溶液pH、吸附时间等因素对改性吸附剂吸附铬离子、铜离子的影响,并采用吸附动力学模型进行模拟。结果表明,油茶多酚吸附剂对Cr(Ⅵ)、Cu(Ⅱ)离子的饱和吸附量分别达到99.6 mg·g~(-1)、71.7 mg·g~(-1);且具有较好的再生吸附性能,当吸附剂使用3次后,吸附剂对Cr(Ⅵ)离子再生饱和吸附量可达83.2 mg·g~(-1)。吸附动力学模型模拟结果表明:该改性吸附剂对Cr(VI)离子吸附的动力学过程可用准一级模型进行模拟,对Cu(Ⅱ)离子吸附的动力学过程可用准二级模型进行模拟。     

的吸附

以胶原纤维为基质,通过醛交联剂将杨梅单宁固化在胶原纤维上,制备固化杨梅单宁(IMT)吸附材料.研究该吸附材料对Pb2+、Cd2+ 和Hg2+的吸附性能.实验表明该吸附材料对这3种金属离子的吸附容量大小顺序为Hg2+>Pb2+ >Cd2+.吸附容量与pH值有关,pH值7时,对Hg2+的吸附容量最大;pH值3时,对Pb2+和Cd2+的吸附容量最大.在上述pH值条件下,当吸附剂用量为0.1 g,金属离子初始浓度为200 mg/L、体积为100 mL时,IMT对Hg2+、Pb2+、Cd2+的平衡吸附容量分别为198、87和24 mg/g.通过研究温度对吸附平衡的影响以及吸附动力学,发现IMT对Hg2+的吸附主要为化学吸附,对Pb2+的吸附可能包含物理吸附和化学吸附,对Cd2+的吸附以物理吸附为主,这与金属离子在水溶液中的状态有关.当水体中同时存在Hg2+和Pb2+时,IMT对每种金属离子的平衡吸附容量几乎不受其它金属离子的影响,即可以用于同时吸附除去这些金属离子.     

的吸附

以胶原纤维为基质,通过交联剂将黑荆树单宁、落叶松单宁和毛杨梅单宁固化在胶原纤维上制备吸附材料.实验表明,3种固化单宁对Cu2+的吸附平衡均符合Freundlich方程,其吸附容量大小顺序为固化毛杨梅单宁>固化黑荆树单宁>固化落叶松单宁.进一步研究了固化黑荆树单宁的吸附动力学、吸附柱动力学,以及温度、pH值等对吸附平衡的影响.结果表明,温度对吸附平衡的影响不明显,但pH值对吸附平衡有较大影响,在适当范围内提高pH值,会增加平衡吸附量;吸附动力学可用拟二级速度方程来描述,当吸附温度≥318 K时,由拟二级速度方程计算所得到的平衡吸附量与实测的平衡吸附量非常吻合.固化单宁具有良好的柱动力学特性,吸附柱极易再生并且能循环使用,吸附过程极有可能是在材料的表面进行.     

胶原纤维固化杨梅单宁对Mo(Ⅵ)的吸附

研究了胶原纤维固化杨梅单宁(IBT)这一新型吸附材料对Mo6 的吸附特性.实验表明,温度对吸附容量影响不大,而pH值对吸附容量有显著影响,Mo6 的吸附容量随pH值降低而增加,表明其吸附机理是吸附剂与聚钼阴离子之间的静电结合.当Mo6 的初始质量浓度为100.0mg/L、吸附剂用量0.100 g、温度为303 K、pH值2.0时,IBT对Mo6 的吸附量为82.4 mg/g.Freundlich方程可以很好地描述IBT对Mo6 的吸附等温线.动力学研究表明,初始吸附速率很快,吸附达到平衡的时间约为600 min,其吸附动力学可很好地用拟二级速率方程描述,计算所得的平衡吸附量与实测值误差很小.解吸实验表明,0.02 mol/L EDTA溶液能使吸附剂再生,并能循环使用.选择性吸附研究表明,在酸性(pH值2.0)条件下,IBT对Mo6 的吸附率大于95%,而对Ni2 和Cu2 的吸附率低于5%,可用于Mo6 -Ni2 和Mo6 -Cu2 二元混合溶液中Mo6 的分离和提取.     

胶原-单宁树脂对水体中Pb(Ⅱ)的吸附特性研究

牛皮经胃蛋白酶水解后提取胶原,通过胶原-黑荆树单宁-醛反应制备了胶原-单宁树脂(C-TR)吸附材料,并系统研究了其对水体中Pb(Ⅱ)的吸附特性。结果表明,C-TR对Pb(Ⅱ)有较强的吸附能力。当温度为303 K、pH值为4.5、Pb(Ⅱ)溶液(100 mL)的初始浓度为1.0 mmol/L时,C-TR(100 mg)对Pb(Ⅱ)的吸附容量达到0.34 mmol/g。pH值对吸附容量的影响较大,最佳吸附pH值为4.5。C-TR对Pb(Ⅱ)的吸附平衡符合Freundlich方程,温度对吸附平衡影响不大。吸附动力学可用拟二级速率方程来描述。固定床吸附表明,当1.0 mmol/L的Pb(Ⅱ)溶液以30 mL/h的流速流过床层时,流出液的体积约为60 mL时达到穿透点。     

广西几种主要单宁植物及其利用现状

从用作栲胶(或单宁酸)生产原料方面,介绍了广西的毛杨梅(Myrica esculeata)、余甘子(Phyllan-thus emblica)、栎类、盐肤木(Rhus chinensis)等野生植物,以及人工栽培的黑荆树(Acacia mearnsii)、马占相思(Acacia mangium)、木麻黄(Casuarina equisetfolia)3种单宁植物及其利用现状。     

原位固化杨梅单宁对Nd~(3+)的吸附特性研究

以富含单宁的杨梅树皮为原料,通过甲醛交联剂原位固化杨梅单宁(SIBT)制备吸附材料,研究了该吸附材料对Nd3+的吸附特性。实验表明:当Nd3+溶液的初始质量浓度为432 mg/L、反应温度为303 K时,该吸附材料对Nd3+的平衡吸附量可达到342.14 mg/g,其吸附等温线符合Freundlich方程。平衡吸附量受pH值和温度的影响:pH值在3.0~5.5范围内,吸附量随pH值升高而增加,pH值5.5时,吸附量开始逐渐下降;温度为283~313 K时,Nd3+的吸附量变化不大,温度超过313 K时,吸附量开始下降;与温度因素的影响相比较,pH值对平衡吸附量影响较大。研究还表明,这种吸附剂对Nd3+的吸附动力学可用拟二级速率方程来描述,由拟二级速率方程计算所得到的平衡吸附量与实测值的偏差在4%以内,具有很好的一致性。     

的吸附特性研究

以富含单宁的杨梅树皮为原料,通过甲醛交联剂原位固化杨梅单宁(SIBT)制备吸附材料,研究了该吸附材料对Nd3 +的吸附特性.实验表明:当Nd3 +溶液的初始质量浓度为 432 mg/L、反应温度为 303 K 时,该吸附材料对Nd3 +的平衡吸附量可达到 342.14 mg/g, 其吸附等温线符合Freundlich方程.平衡吸附量受pH值和温度的影响: pH值在3.0 ～ 5.5范围内,吸附量随pH值升高而增加,pH值>5.5时,吸附量开始逐渐下降;温度为283 ～ 313 K 时,Nd3 +的吸附量变化不大,温度超过 313 K 时,吸附量开始下降;与温度因素的影响相比较,pH值对平衡吸附量影响较大.研究还表明,这种吸附剂对Nd3 +的吸附动力学可用拟二级速率方程来描述,由拟二级速率方程计算所得到的平衡吸附量与实测值的偏差在 4 % 以内,具有很好的一致性.     

马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶吸附剂对Cr~(3+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)、Ni~(2+)的吸附性能及机理

【目的】探究马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶吸附剂对Cr~(3+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)、Ni~(2+)的吸附性能,阐明马尾松树皮和纳米木质纤维素气凝胶吸附重金属离子的相关机理,以更好地利用农林废弃物马尾松树皮制备出成本低廉、便于产业化的生物质吸附材料,为其大规模应用奠定理论基础。【方法】将抽提后的马尾松树皮绝干样品在80℃水浴加热搅拌条件下使用对甲苯磺酸溶液处理1 h,反应结束后趁热过滤并透析滤渣。滤渣样品通过微射流均质机20次,得到马尾松树皮纳米木质纤维素。固含量2%的马尾松树皮纳米木质纤维素样品-20℃冷冻120 min后进行冷冻干燥,得到马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶。研究马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶吸附剂对Cr~(3+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)、Ni~(2+)的最大吸附容量(q_e)以及其等温吸附特性、吸附热力学特性和吸附动力学特性。【结果】马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶吸附剂对Cr~(3+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)和Ni~(2+)的最大吸附容量(q_e)分别为132.7、130.4、186.7和123.4 mg·g~(-1)。马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶吸附Cr~(3+)符合Temkin等温吸附(R~2=0.990 1),且为不均匀的单层吸附。吸附热力学特性研究表明,马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶吸附Cr~(3+)的过程符合热力学规律,R~2=0.992 9,且为非自发复合吸附过程,升高温度对吸附过程的促进作用与放热反应对吸附过程的抑制作用甚至会出现相互抵消的情况。马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶吸附Cr~(3+)符合准二级动力学模型(R~2=0.991 0),其吸附Cr~(3+)的速率主要受化学作用而非物质传输步骤影响,特别是二者之间电子的化学分享或共价键交换等过程。【结论】基于廉价的生物质———马尾松树皮制备的马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶可作为重金属离子的有效吸附剂,表现出较为理想的吸附容量,静态吸附涉及的条件较为简单,具有一定的可试验推广性,马尾松树皮基吸附剂的开发也可推动廉价生物质的资源化利用。马尾松树皮和纳米木质纤维素气凝胶2种吸附剂的吸附性能稳定可靠,有望通过优化工艺提升性能;但是需要基于大规模甚至中试规模试验才能检验其有效性,进而指导工艺优化,得到性能更加出色的马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶作为重金属离子吸附剂。     

微波改性废酵母菌吸附废水中铜(Ⅱ)离子热力学动力学研究

通过大量的实验研究了应用低成本吸附剂废酵母菌在微波改性后去除废水中重金属铜(Ⅱ)离子,并通过改变反应过程中的pH值、反应时间、初始浓度、废酵母菌投加量、反应温度等因素来影响吸附效果。研究结果表明:在pH值为7.0、反应时间为90min、温度为55℃、Cu2+初始浓度为40mg/L、微波改性废酵母菌投加量为4g/L时,微波改性酵母菌的最大吸附容量为41.84mg/g。吸附过程符合Langmuir吸附等温模式。吸附过程的热力学常数△G0、△H0和△S0分别为-6.12kJ/mol、9.2kJ/mol和48.19kJ/mol。说明废酵母菌对Cu2+的吸附是自发的吸热反应。微波改性废酵母菌对Cu2+的吸附动力学模型能够较好地符合准二级动力学方程。     

向日葵秸秆对U(VI)和Pb(Ⅱ)的选择吸附性能及机理研究

以含有单一的U(VI)、Pb(Ⅱ)溶液以及U(VI)和Pb(Ⅱ)混合溶液为吸附质,系统探讨了pH值、吸附剂量、吸附时间和初始离子浓度对向日葵秸秆吸附效果的影响。采用准一级动力学方程、准二级动力学方程、粒内扩散模型、Langmuir和Freundlich等温吸附方程对实验数据进行拟合,从分配系数和分离因子角度对吸附选择性进行分析,并对吸附机理进行探讨。结果表明:吸附20 mg/L的U(VI)-Pb(Ⅱ)溶液的最佳pH值为4.0、吸附剂量为2.0 g/L、吸附时间为720 min,U(VI)和Pb(Ⅱ)的去除率分别为77.55%、87.44%;U(VI)和Pb(Ⅱ)的吸附动力学在单离子和复配体系下均符合准二级动力学模型;吸附等温线均符合Langmuir等温吸附模型,单离子最大吸附量分别为327.0和67.59 mg/g,且当U(VI)高于200 mg/L时Pb(Ⅱ)的吸附过程也能用Freundlich模型描述。当离子初始浓度较低时向日葵秸秆对Pb(Ⅱ)具有更高的吸附选择性,而较高时则相反。向日葵秸秆吸附前后的SEM、EDX和FT-IR图谱表明,吸附U(VI)和Pb(Ⅱ)的主要方式为络合和离子交换。     

干酵母改性对茶叶吸附性能的影响

以茶叶副产物——茶叶末为原料,采用干酵母进行改性,研究干酵母的用量、发酵时间、温度和湿度对茶叶末吸附剂性能的影响。结果表明,干酵母改性有助于提高其吸附性能,随着干酵母用量、发酵时间、温度和湿度的增大,茶叶末吸附剂对甲醛和苯的吸附性能呈先升后降的趋势。在较优的工艺条件下,茶叶末吸附剂对甲醛、苯的吸附量分别达到0.209、0.158 g·g~(-1)。     

马占相思纤维素合酶基因AmCesA1的克隆及分析

【目的】马占相思是我国南方广泛种植的一种造纸用树。纤维素合酶(CesA)在植物纤维素合成途径中发挥主要调节作用,是控制木材纤维品质和产量的重要因素。本研究克隆马占相思的纤维素合酶基因,研究它对激素的应答,为了解马占相思的纤维素合成和获得高纤维素得率的马占相思良种提供帮助。【方法】采用RT-PCR和RACE技术,从马占相思幼苗中获得1个CesA基因,命名为AmCesA1(AY643519)。利用生物信息学软件对该基因进行分析。使用Southern分析确定该基因的拷贝形式。采用实时荧光定量PCR确定该基因在不同组织中的表达量以及基因在赤霉素(GA_3)、6-BA、茉莉酸甲酯(MeJA)处理后的表达变化。【结果】AmCesA1的cDNA大小为3 793 bp,其开放读码框为3 249 bp,推测这个基因编码1 082个氨基酸;蛋白分子式为C5495H8491N1457O1579S50,分子质量为121.83 kDa。正电荷氨基酸残基数(Arg+Lys)的数目为121,负电荷氨基酸残基数(Asp+Glu)的数目为125;等电点为6.51,为酸性蛋白质;它的不稳定系数是40.82,属于不稳定蛋白质。AmCesA1的氨基酸一级结构分析显示它具有纤维素合酶保守的D,D,D,QxxRW功能域,具有植物纤维素合酶所特有的P-CR区及HVR区和N端的锌指结构,在C端存在6个跨膜区域,但在N端的2个跨膜区域并不明显。二级结构分析显示它具有较多的α-螺旋、无规则卷曲,β-转角很少,β-折叠数目因算法的不同存在较大差异。聚类分析表明,AmCesA1与大豆GmCesA1和蔓花生Ad CesA1相似性较高。但并没有出现预期同木本植物亲缘较近的结果。进一步与拟南芥纤维素合酶家族氨基酸序列比较,发现AmCesA1与拟南芥的AtCesA1和AtCesA10比较相似,其相似性为86%和80%,从而推测它的功能与拟南芥的AtCesA1和AtCesA10相近。Southern分析显示,马占相思基因组中,AmCesA1是以多拷贝形式存在。实时荧光定量PCR表明,AmCesA1广泛表达于根、茎、叶部位,且差异不显著。AmCesA1对GA_3、6-BA、MeJA处理均有响应,其中GA_3处理响应相对最强。【结论】本研究克隆到的马占相思AmCesA1为植物CesA基因家族中的一员,推测其参与初级细胞壁的形成。该基因对赤霉素、6-BA、茉莉酸甲酯处理均有响应,其中基因的表达量在不同的激素处理中都有不同程度的上调。表明该基因参与马占相思对激素应答的正调控。     

微波改性废酵母茵吸附废水中铜（Ⅱ）离子热力学动力学研究

通过大量的实验研究了应用低成本吸附剂废酵母菌在微波改性后去除废水中重金属铜（Ⅱ）离子,并通过改变反应过程中的pH值、反应时间、初始浓度、废酵母菌投加量、反应温度等因素来影响吸附效果。研究结果表明：在PH值为7．0、反应时间为90min、温度为55℃、Cu2＋初始浓度为40mg／L、微波改性废酵母菌投加量为4g／L时,微波改性酵母茵的最大吸附容量为41．84mg／g。吸附过程符合Langmuir吸附等温模式。吸附过程的热力学常数△G0、△H0和△S0,分别为-6．12kJ／mol、9．2kJ／mol和48．19kJ／mol。说明废酵母菌对Cu2＋的吸附是自发的吸热反应。微波改性废酵母菌对Cu2＋的吸附动力学模型能够较好地符合准二级动力学方程。     

酯化改性铁杉木屑制备重金属吸附剂及其吸附性能

木屑是一种常见的农林废弃物,来源广泛、价格低廉。木屑作为一种天然的生物质材料对水中的重金属离子有一定的吸附能力,但吸附效率较低。为提高木屑的吸附效率,实现农林废弃物的资源化利用,以铁杉木屑、2-氨基对苯二甲酸(2-ATP)、2-巯基丙酸(2-MPA)为原料,制备2-氨基对苯二甲酸改性铁杉木屑(AmS)和2-巯基丙酸改性铁杉木屑(MmS)两种酯化改性的新型吸附剂,并研究它们对溶液中Hg~(2+)的吸附性能。考察Hg~(2+)初始浓度、溶液p H、干扰离子以及吸附时间等对吸附性能的影响,结果表明:两种吸附剂在pH 4～8时具有较高的吸附性能,在pH 5时,AmS和MmS吸附剂的最佳吸附效率分别为93.3%和95.5%;当溶液中存在0.2 mol/L的干扰离子Ca~(2+)时,AmS和MmS吸附剂的吸附效率仍能维持在70.4%和73.4%;吸附剂的动态吸附行为均符合伪二级动力学模型,速率控制步骤为化学吸附过程,能够在60 min内快速到达吸附平衡;吸附剂的等温吸附曲线均符合Langmuir模型,为单分子层吸附。吸附试验表明,298 K时AmS和MmS吸附剂对Hg~(2+)的最大吸附容量分别为121.8和149.1 mg/g,远高于改性前的铁杉木屑(5.6 mg/g),具有良好的应用前景。     

硫代硫酸钠—铜(Ⅱ)氧化还原法快速测定单宁的研究

本文借助Na_2S_2O_3—Cu(Ⅱ)的氧化还原反应,间接测定油茶壳、黑荆树皮中的单宁。方法简便、快速,准确可靠,结果与皮粉吸附法相符。为目前测定该类样品单宁的较好方法。     

桂花树干生物炭对水中亚甲基蓝的吸附性能研究

通过桂花树干制备生物炭，利用硝酸和高锰酸钾对桂花树干生物炭进行修饰(活化)处理，研究了其对水溶液中染料亚甲基蓝(MB)的吸附能力。研究了温度、pH值、吸附时间和初始浓度对生物炭染料吸附性能的影响。生物炭及改性生物炭准二级动力学拟合的判决系数均为0.999。准二级动力学模型模拟的平衡吸附量更符合实际值。采用扫描电镜(SEM)和紫外分析方法(UV-vis)对生物炭吸附剂改性前后进行了测试，研究表明：改性桂花树干生物炭可以作为合成染料的高效吸附剂。     

壳聚糖复合水凝胶对水溶液中铜离子(Ⅱ)的高效吸附

以甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酰胺(AM)和烯丙基磺酸钠(SAS)同时对壳聚糖进行接枝改性,合成了一系列对水溶液中的二价铜离子具有高效吸附性能的壳聚糖水凝胶。研究了吸附剂粒径、投料量、溶液pH值对吸附容量的影响,同时进行了对金属铜离子的吸附性能研究。结果显示,粒径0.074~0.2 mm的吸附剂,在25 mL铜离子(II)质量浓度4 000 mg/L,pH值6的硝酸铜溶液中,投入量为0.1 g时,壳聚糖复合水凝胶最大吸附量为823 mg/g,同时吸附容量随溶液pH值增加而增加,随投料量的增大而减小。吸附等温线研究表明,Freundlich吸附模型能更好地描述吸附剂对铜离子(II)的吸附行为,说明其吸附过程是不均匀的多分子层吸附过程。     

闽东沿海6种相思冬季叶绿素荧光参数日动态

以福建省长乐市大鹤国有防护林场的6种相思为对象,进行叶绿素荧光参数的冬季日变化规律观测。结果显示:各相思树种黑暗中最大可变荧光强度(FV)均于午间及午后达到1 d中相对较大值;1 d内PSⅡ最大光能转换效率和PSⅡ潜在活性,肯氏相思整体要高于其余5种相思,而厚荚相思、大叶相思、马占相思相对较低。结合其林分保存率可知,肯氏相思、纹荚相思、卷荚相思在冬季较适应闽东沿海沙地生境。