甲氧苄氨嘧啶在黏土矿物上的吸附解吸机理

以高岭土和蒙脱土为吸附剂，选用Na⁺和L-赖氨酸（Lys）作为共存组分，通过批实验探究了不同赋存形态的甲氧苄氨嘧啶（TMP）在黏土矿物上的吸附/解吸特征。结果表明：TMP在高岭土和蒙脱土上的吸附均在24 h内达到平衡。蒙脱土对TMP的吸附动力学特征会受到溶液中H⁺竞争吸附与TMP赋存形态的影响，在pH较低时（如pH=3.0时）尤为明显。TMP在黏土矿物上的主要吸附机理为阳离子交换、静电吸引和分子间力，吸附分配系数受TMP⁺/TMP⁰比例和作用力强度两方面影响。在实验条件下（TMP初始浓度为1 mg?L^-1，溶液pH为6），由于两种黏土矿物的pH缓冲能力和表面带电性不同，Na⁺和Lys⁺共存抑制了TMP在高岭土上的吸附，但促进了其在蒙脱土上的吸附。在解吸实验中，TMP⁺和TMP⁰分别为TMP在高岭土和蒙脱土溶液中的主要存在形态，由于阳离子交换作用和静电吸引的结合强度要远强于分子间力，TMP在蒙脱土上的解吸率约为高岭土的4~5倍。     

木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料吸附水中Cd(Ⅱ)的研究

采用木质纤维素与蒙脱土经插层复合反应,成功的合成了一种新型吸附剂木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料(LNC/MMT),研究了其对水中Cd(Ⅱ)的吸附行为以及影响吸附效果的重要因素,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析方法对纳米复合材料的结构进行表征,通过动力学、热力学模型拟合探讨其吸附机理。结果表明,木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料对水中Cd(Ⅱ)具有很好的吸附效果,在Cd(Ⅱ)溶液初始浓度0.005 mol/L、p H值5.6、吸附温度55℃、吸附时间80 min时,吸附容量达到最大值118.45 mg/g。吸附动力学可以用准二级动力学方程描述;等温吸附模型符合Langmuir方程,木质纤维素/蒙脱土吸附Cd(Ⅱ)主要是单分子层化学吸附。     

木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料对Hg(Ⅱ)的吸附性能

以木质纤维素和蒙脱土为原材料,采用插层复合方式制备木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料(LNC/MMT)吸附剂,研究其对Hg(Ⅱ)离子的吸附和解吸性能。结果表明:该吸附剂对Hg(Ⅱ)有较好的吸附能力,在Hg(Ⅱ)溶液初始浓度为0.8mmol·L~(-1),吸附时间为120min,吸附温度为50℃,pH值为4时,吸附量达到最大79.32mg·g-1;在研究的浓度范围内,吸附过程符合伪二级动力学模型,吸附平衡符合Langmuir模型。采用0.3mol·L~(-1)的HNO3作为解吸剂,在解吸时间为30min、解吸温度为30℃时解吸量达到最大66mg·g-1。循环再生试验证明所制备吸附剂的重复使用性能良好。进一步结合SEM、EDX和FTIR分析了该吸附剂对Hg(Ⅱ)的吸附和解吸的机理。     

表面活性剂与纳米SiO2作用下聚合铝的絮凝特性

在6NTU高岭土原水中,溶入低浓度溶解性有机物-阴离子表面活性剂(十二烷基硫酸钠,SDS),投加聚合铝PAC与新型水处理剂-纳米SiO2稳定分散液进行动态混凝实验与静止沉降实验.借助图像分析技术与分形理论,对SDS与纳米SiO2作用下PAC的絮凝特性与絮体分形结构的形态学特征进行研究.结果表明:存在SDS时,高岭土颗粒表面ζ电位增加.SDS在颗粒表面的吸附等温曲线符合Langmiur方程;PAC对无机颗粒的去除效果明显,但对SDS的表观去除率较低.SDS阻碍絮凝初絮体的形成.纳米SiO2使颗粒表面ζ电位增加,对无机颗粒处理效果较差,但对去除有机物有利.絮凝机理主要是吸附架桥;助凝剂纳米SiO2能促进PAC对无机颗粒与SDS絮凝,处理效果显著.悬浊液中絮体粒径大,有效质量密度增加,沉速加快,分维值下降.     

聚乙烯/蒙脱土复合材料的制备及阻隔性能研究

本文旨在向PE中添加有机化处理的蒙脱土制成纳米复合材料,以提高PE的阻隔性能。采用插层剂,含有两个长烷基链的亲有机物质(20A)对蒙脱土进行有机化处理,然后和ZHE-MMT(浙江厂家改性好的蒙脱土)分别通过熔融插层法成功制备低密度聚乙烯/有机蒙脱土(LDPE/OMMT)纳米复合材料。并对LDPE/OMMT进行透气实验。实验结果发现:添加有机化的蒙脱土后,聚乙烯的阻隔性能有明显改善,主要是因为蒙脱土独特的片层结构,能够降低聚合物材料对气体的渗透性。     

木质纤维素基复合材料对Mn2+吸附性能的研究

通过溶液插层复合法以木质纤维素和蒙脱土为原料,成功的制备了新型木质纤维素基纳米复合吸附材料(LCMT)。研究了LCMT去除水体中Mn~(2+)时的吸附剂用量、Mn~(2+)初始浓度、pH值、温度和时间对吸附效果的影响。结果表明,在0.84 g/L的Mn~(2+)水溶液中,温度为70℃,溶液pH值3.80,时间为40 min,吸附剂LCMT用量为0.100 0 g时,LCMT可达到最大吸附量55.23 mg/g。吸附动力学曲线可用准二级动力学速率方程进行拟合,Langmuir等温线可以很好的拟合吸附平衡数据。FTIR和SEM/EDS分析结果表明,LCMT表面富含有大量的活性功能基团,LCMT对Mn~(2+)的吸附过程主要是单分子层的表面化学吸附。     

复合油品减阻剂初步合成及性能测试北大核心

为了解决高分子聚合物类油品减阻剂存在的抗剪切性能差的问题,将纳米粒子与聚合物减阻剂进行复合,采用硅烷偶联剂对无机纳米粒子(Si O2、蒙脱土、V2O5、Ca CO3、Ti O2)进行亲油改性,并分别将改性纳米粒子与自制的界面相容剂及聚α-烯烃复配制备了一类新型的复合油品减阻剂。减阻剂试验环道测试结果表明:含有纳米Si O2和纳米蒙脱土的减阻剂抗剪切效果最佳,所制备的复合油品减阻剂不仅抗剪切性能提高了约200%,而且减阻增输性能也得到相应的提高。     

生物降解对黑碳及土壤上苯酚脱附行为的影响

农业土壤和黑碳(BC)两种不同的吸附剂吸附苯酚平衡后分离,每组一部分不做处理,另一部分通过加入无酚灭菌溶液脱附平衡后分离,制备得到在不同吸附位点上吸附有苯酚的两类不同类型的4种吸附苯酚的吸附剂,研究了在不同Pseudomonasputida ATCC 11172菌密度条件下吸附在这4种吸附剂上的苯酚的脱附行为.结果表明,土壤及BC对苯酚的吸附均呈现明显的非线性,可用Freundlich模型描述.吸附态的苯酚能否被微生物利用取决于微生物及吸附剂的性质,BC具有发达的微孔结构,微孔小于假单胞菌细胞尺寸,导致假单胞菌无法直接利用吸附在BC上的苯酚;土壤基本无微孔结构,微生物较易与吸附的苯酚发生表面接触,直接利用吸附态苯酚.BC和土壤上的吸附态苯酚的脱附行为能用三元位点模型很好地描述,模型计算结果表明BC上的苯酚脱附主要受慢速脱附和极慢速脱附控制,微生物降解速率受脱附控制,降解可加速BC上的慢速脱附和极慢速脱附;土壤上的苯酚脱附主要受快速脱附控制,微生物降解不受脱附速率限制,对土壤上的脱附行为基本无影响.     

不同官能团多壁碳纳米管对镉的吸附及细菌毒性

  目的  探讨不同官能团多壁碳纳米管对镉离子(Cd2+)的吸附作用,揭示多壁碳纳米管影响镉细菌毒性的机制。  方法  通过批量吸附平衡实验研究不同官能团(羟基化、羧基化、氨基化、未经修饰)多壁碳纳米管(MWCNTs)对Cd2+的吸附性能,通过细菌毒性实验评估不同官能团多壁碳纳米管和Cd2+对大肠埃希菌Escherichia coli的毒性效应。  结果  4种多壁碳纳米管对Cd2+的吸附能力从大到小依次为羧基化多壁碳纳米管、羟基化多壁碳纳米管、多壁碳纳米管、氨基化多壁碳纳米管,吸附性能与碳纳米管含氧量相关。多壁碳纳米管- Cd2+复合物细菌毒性低于游离Cd2+,随纳米管质量浓度增加(0~200 mg·L?1),羧基化多壁碳纳米管-Cd2+复合物作用下细菌存活率从67%提高到81%。  结论  不同官能团多壁碳纳米管对Cd2+的吸附量与碳纳米管含氧量呈正相关;多壁碳纳米管-Cd2+复合物细菌毒性低于游离Cd2+,认为多壁碳纳米管可降低游离Cd2+的细菌毒性。图4表2参26     

不同类型粘土矿物对镉吸附与解吸行为的研究

[目的]揭示镉在土壤环境中的化学行为。[方法]采用批量吸附试验研究了4种不同类型的粘土矿物:蒙脱石、高岭石、针铁矿、三水铝石对镉的吸附与解吸特性,同时探讨了矿物用量及pH对镉吸附的影响。[结果]与Freundlich方程相比,Langmuir方程(R2>0.98)能较好的表征4种矿物对镉的吸附行为,说明矿物对镉的吸附是单层吸附。4种矿物对镉的最大吸附量大小为:蒙脱石(32.62mg·g-1)>针铁矿(11.52mg·g-1)>高岭石(7.99mg·g-1)>三水铝石(6.29mg·g-1)。4种矿物对镉的解吸率范围分别为:蒙脱石(19.99%~32.77%)、高岭石(13.48%~19.09%)、针铁矿(2.02%~3.48%)、三水铝石(1.09%~2.43%)。随pH升高蒙脱石、高岭石、针铁矿对镉的吸附量均呈增长趋势,而三水铝石基本保持不变。矿物用量在10.0g·L-1时,针铁矿对镉的吸附率达72.8%,与蒙脱石相近(79.1%)。[结论]针铁矿吸附率较高,而解吸率低,是一种较好的吸附剂。     

聚乙烯亚胺交联法修饰磁性壳聚糖去除水中六价铬

利用一锅热溶剂法合成磁性壳聚糖纳米颗粒(MCTS),再用聚乙烯亚胺(PEI)修饰,成功合成了一种新型磁性生物吸附材料PEI-MCTS,并将其用于吸附去除Cr(VI),系统研究了溶液初始pH值、 PEI负载量、吸附剂用量、离子强度及吸附时间等对Cr(VI)吸附去除的影响.结果表明,酸性条件有利于Cr(VI)的吸附, PEI-MCTS吸附Cr(VI)符合Langmuir模型和准二级动力学模型,最大吸附量为193.57 mg/g. PEI-MCTS纳米复合材料稳定、重复使用性好,可用于Cr(VI)的吸附去除.     

载镧生物质炭吸附水体中As(Ⅴ)的过程与机制

将镧氧化物的纳米颗粒通过浸渍、负载、炭化等流程负载到以玉米秸秆为原材料制备的生物质炭(Biochar)表面,得到了对水体中As(Ⅴ)具有高效吸附性能的载镧生物炭(La-biochar).采用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线电子能谱(XPS)对制备所得La-biochar进行了表征,研究了吸附剂用量、接触时间、初始pH值和初始As(Ⅴ)浓度等因素对吸附过程的影响,同时探讨了吸附机制.结果表明:La-biochar对As(Ⅴ)的去除效率随着吸附剂量的增加而增加,最优吸附剂投加量为2.0 g·L^-1;La-biochar对As(Ⅴ)的吸附动力学过程数据遵循准二级吸附动力学方程,Langmuir吸附等温模型更适合描述La-biochar对As(Ⅴ)的吸附,并且吸附能力随着初始溶液pH值的增大而减小;La-biochar对As(Ⅴ)的吸附主要归结为复杂的离子交换过程.研究表明,La-biochar是一种高效的除砷吸附剂,具有一定的应用潜力.     

纳米石墨片的场发射性能研究与应用

采用(CVD)法制备了一种准二维纳米石墨片,用场发射扫描电镜(FESEM)和Raman光谱对其形貌和结构进行分析,发现其为纳米片状结构构成的团族,宛若花瓣,既有尖端结构又有刃状结构.采用二极结构对其场发射性能进行测试:开启电场为2.5 V/μm,对应的电流密度为0.01 mA/cm2;高真空下纳米石墨片场发射电流更加稳定;表面吸附气体以及突出尖端对纳米石墨片的场发射性能有明显影响.     

萘和p，p′-DDE在典型包气带介质上的吸附动力学及吸附-解吸特征

选取3种典型包气带土壤为吸附剂,萘和p,p'-DDE为吸附质,研究了其吸附动力学特征及吸附解吸规律.实验结果显示,初始浓度越大,吸附到达平衡所需时间就越短.数据拟合结果表明,单一级次的动力学方程难以描述两种吸附质的吸附动力学特征,分析认为土壤对有机污染物的吸附过程不是单一反应,而是有机污染物在无机矿物、无定型有机碳和凝聚型有机碳上同时进行吸附反应的复合结果.萘与p,p'-DDE的吸附、解吸过程均表现出非线性,Freundlich方程的吸附指数n在不同程度上偏离1;两种污染物在土样中的吸附过程不完全可逆,Kow、初始浓度以及土壤有机碳含量(foc)的差异都影响其在土壤不同组分上的吸附百分比,进而影响解吸率.萘更多地吸附在无机矿物表面及无定型有机碳上,随着初始浓度的增大(37.7～780.9μg·L-1),解吸率可从10%左右增至近85%;而当初始浓度为37.7 μg·L-1时,随foc的增大(0.01%～0.65%),解吸率由12.39%降至3.90%.p,p'-DDE则更多地吸附在凝聚型有机碳上,解吸率随浓度的变化(11.0～275.1μg·L-1)仅在1%～5%内波动,当初始浓度为11.0 μg·L-1时,解吸率随foc的增大由4.49%降至1.06%.两者解吸率都和foc呈负相关关系.     

多环芳烃菲在不同土壤及其组分中的吸附特征研究

选择江西红壤、北京潮土、黑龙江黑土、新疆灰漠土及从这些土壤样品中提取的胡敏酸与矿物质为吸附剂．研究其对多环芳烃菲的吸附,并对这些胡敏酸及矿物质进行了红外光谱分析。结果表明,吸附等温线经拟合后均符合Freundlich模型,说明这些吸附属多种吸附点同时作用,每种吸附位点表现不同的吸附自由能及位点总剩余度。在试验条件下,几种土壤对菲的吸附能力大小排序为：黑龙江黑土〉江西红壤〉新疆灰漠土〉北京潮土,吸附能力与土壤有机质含量成正相关关系;不同来源胡敏酸吸附能力不同,其大小排序为：灰漠土胡敏酸〉潮土胡敏酸〉红壤胡敏酸〉黑土胡敏酸,吸附能力可能与其中某些基团的含量不同有关,也有可能与胡敏酸的骨架有关,如骨架中的苯环可能会与菲中的平面苯环竹电子重迭而形成共轭;土壤矿物质吸附能力大小顺序为：红壤矿物质〉黑土矿物质〉潮土矿物质〉灰漠土矿物质。经红外谱图分析,江西红壤矿物质为高岭石型,北京潮土、黑龙江黑土及新疆灰漠土矿物质属蒙脱土型,说明高岭石型土壤矿物质吸附能力大于蒙脱土型土壤矿物质。     

离子印迹纳米TiO2对Cr（Ⅵ）的吸附特性研究

[目的]研究离子印迹纳米TiO_2对Cr(Ⅵ)的吸附特性。[方法]采用表面离子印迹技术,在醋酸溶液中以重铬酸钾为模板,以壳聚糖为单体,以KH-560为交联剂,在纳米TiO_2表面接枝制备Cr(Ⅵ)印迹聚合物,并通过扫描电镜、静态吸附平衡试验研究聚合物的结构、形貌特征及吸附特性。[结果]铬离子印迹纳米TiO_2对0.30mg/mL的铬溶液在pH2.0、振荡30min、吸附剂用量0.30g时有较好的吸附效果,吸附率可达96.2%。用13mL1.0mol/L的HCl溶液洗脱40min即可将其脱附90%以上。在此优化条件下,印迹和非印迹物的饱和吸附容量分别为47.7和23.5mg/g,印迹物的特异性吸附量为6.92mg/g,最大富集倍数为100倍。样品加标回收率为95.7%~105.2%,RSD为1.90%~5.05%。[结论]Cr(Ⅵ)印迹聚合物具有良好的吸附性能,特异性吸附显著。     

改进QuEChERS结合GC-MS/MS测定西洋参中12种农药残留

本文采用磁性Fe3O4纳米粒子(MNPs)改进了QuEChERS前处理技术,结合气相色谱串联质谱(GC-MS/MS),建立了西洋参中12种有机磷和氨基甲酸酯类农药多残留的检测方法.样品由1％醋酸-乙腈提取液提取,氯化钠和无水硫酸镁盐析离心,采用N-丙基乙二胺(PSA)、石墨化炭黑(GCB)、磁性四氧化三铁纳米粒子对提取...     

多壁碳纳米管做吸附剂富集水中有机磷农药残留

目的 研究多壁碳纳米管(MWCNTs)做固相萃取吸附剂对水中的16种有机磷农药残留的吸附富集效果.方法 MWCNTs SPE柱采用水相净化体系,有机磷农药采用双柱双检测器GC/FPD法测定.结果 优化的净化条件为:水样采用HAc-NaAc缓冲溶液调节pH=5.0,MWCNTs SPE柱用5 mL甲醇和5 mL HAc-...     

不同体系中不同土壤对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)吸附能力的比较

用等比例和不等比例2种方式比较了长江三角洲和珠江三角洲地区4种水稻土和1种红壤对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)3种重金属离子的单一吸附和竞争吸附情况。结果表明,在不等比例下(Cu∶Pb∶Cd=10∶10∶1),无论是在单一体系还是在竞争条件下,4种水稻土对Pb(Ⅱ)的吸附量均大于其对Cu(Ⅱ)的。在等比例下(Cu∶Pb∶Cd=1∶1∶1)水稻土对3种重金属的亲和力的相对大小为:Pb>Cu>Cd。在红壤体系中,低pH(pH4.2)时土壤对3种重金属离子的吸附亲和力的大小顺序与水稻土相同,但在较高pH时(pH5.2)其顺序为Cu>Pb>Cd。这一变化与红壤对Cu的吸附量随pH的增加幅度大于对Pb的有关。竞争条件下土壤对重金属离子的吸附量均比单一体系中的低,在等比例竞争条件下土壤对Cu和Pb的吸附量的减小幅度比不等比例条件下更大。红壤在pH4.2时对3种重金属离子的吸附量比水稻土中的低得多,但在pH5.2时红壤对重金属离子吸附量的增幅又比水稻土中的大得多。表明土壤无机矿物在重金属吸附中起主导作用,土壤的粘土矿物组成和CEC的大小对重金属吸附有重要影响。     

植物纤维基发泡材料中有机—无机两相杂化效果表征

植物纤维基发泡材料是以植物纤维和几种胶粘剂成分为有机相,硅铝化合物为无机相,在液体发泡环境中制备出的一种有机—无机杂化材料。为考察材料中有机—无机两相的杂化效果,采用傅里叶变化红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜-X射线能谱分析(SEM-EDXA)对材料的官能团、微观形貌以及无机元素在纤维基材料表面的分布情况进行分析。结果表明:在杂化材料中存在Si-O-Si和Si-O-Al化学键,并通过Si-O-Si键和Si-O-Al键在纤维中连接形成SiO2-Al2O3无机杂化相;在纤维断面由内而外Si、Al元素分布均匀,无机杂化复合体通过扩散和渗透与纤维细胞壁物质进行杂化复合,杂化后材料获得较好的热稳定。因此,硅铝无机相与纤维有机相能够建立有效的相互作用,两相界面结合效果较好。