以矿粉制备纳米吸附剂及其吸附性能研究

铅离子由于会富集在生物体重要器官,造成严重的生物毒性。本文以矿渣为原料采用共沉淀法制备纳米羟基磷灰石(HA)颗粒。结果表明:合成的低结晶度的HA纳米颗粒呈现球形,粒径分布在50~80 nm。纳米HA对铅离子具有良好的吸附性能,其吸附机制为溶解-沉积反应。纳米HA置于铅离子溶液后发生溶解反应,释放出的磷酸根离子与溶液中的铅离子反应生成棒状铅磷灰石(Pb HA)。纳米HA颗粒对铅离子吸附性能的影响因素包括溶液铅离子浓度、溶液p H值和吸附温度。铅离子浓度越高、p H值越小、吸附温度越高,则纳米HA对铅离子的平衡吸附量越高。因此,纳米HA在吸附重金属铅离子领域具有重要的应用前景。     

多种酚类污染物共存体系下光降解影响因素研究

水体中存在的酚类内分泌干扰物种类较多,其中大多是难降解有机污染物,可通过物理吸附、光降解和生物降解等方法处理。以苯酚(phenol)、双酚A(BPA)和2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)为研究对象,将3种物质置于同一体系中研究水体中多种酚类污染物的光降解过程,探讨了光源、铁离子、氯离子和腐殖酸等外部因素对酚类光降解的影响。实验结果表明,酚类物质的光降解主要受光源波长的影响,紫外光降解效率最好,且相互间存在竞争关系。离子强度(Fe~(3+)和Cl~-)对双酚A的光降解产生促进作用,对2,4-二氯苯酚表现为抑制作用。阴阳离子的双重作用与酚类的结构稳定性和体系中的活性基团有关。腐殖酸(HA)对双酚A的光降解促进作用明显,对2,4-二氯苯酚有抑制作用,低浓度腐殖酸(≤1 mg/L)对苯酚有促进作用。可对水体中多种酚类的光降解研究提供基础数据。     

阴离子和腐殖酸对UV/Fe~(3+)降解CTAB的影响

研究了UV/Fe3+工艺对十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的去除效果,以及水体中常见的阴离子和腐殖酸对该工艺降解CTAB的影响。结果表明,UV/Fe3+工艺可有效地去除水体中的CTAB,其光降解过程符合一级反应动力学模型。在投加Fe3+质量浓度为5mg/L,125W高压汞灯照射下,CTAB在蒸馏水和自来水中的光降解速率常数分别为0.0525、0.0476min-1;当溶液中Cl-和HCO3-浓度分别为5、10、15mmol/L时,对CTAB光降解均有抑制作用,且随着离子浓度增大,抑制作用增强。腐殖酸在低浓度时,可少许促进光降解反应,高浓度时光降解反应受到抑制。     

多种酚类污染物共存体系下光降解影响因素研究

水体中存在的酚类内分泌干扰物种类较多,其中大多是难降解有机污染物,可通过物理吸附、光降解和生物降解等方法处理。以苯酚(phenol)、双酚A(BPA)和2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)为研究对象,将3种物质置于同一体系中研究水体中多种酚类污染物的光降解过程,探讨了光源、铁离子、氯离子和腐殖酸等外部因素对酚类光降解的影响。实验结果表明,酚类物质的光降解主要受光源波长的影响,紫外光降解效率最好,且相互间存在竞争关系。离子强度(Fe⁽³⁺⁾和Cl(3+)和Cl^-)对双酚A的光降解产生促进作用,对2,4-二氯苯酚表现为抑制作用。阴阳离子的双重作用与酚类的结构稳定性和体系中的活性基团有关。腐殖酸(HA)对双酚A的光降解促进作用明显,对2,4-二氯苯酚有抑制作用,低浓度腐殖酸(≤1 mg/L)对苯酚有促进作用。可对水体中多种酚类的光降解研究提供基础数据。     

UV/Na2CO5降解水中咪唑类离子液体影响因素的研究

采用UV/Na₂CO₅技术去除水中24种咪唑类离子液体,探究了过碳酸钠(Na₂CO₅)浓度、不同初始pH、无机离子种类、腐殖酸(HA)浓度和不同真实水体等对降解的影响,并通过自由基淬灭实验推断了反应体系中起作用的自由基。实验结果表明,24种咪唑类离子液体的光降解均符合假一级动力学,但光降解速率常数与其自身结构性质未呈现明显相关性。离子液体的光降解速率随着Na₂CO₅浓度的升高而增加,当Na₂CO₅与1-辛基-3甲基咪唑溴盐(IL-5)的摩尔浓度比为10:1时,IL-5在5 min之内几乎可以100%被降解。反应体系的pH对IL-5的降解有重要影响,当pH=8时,IL-5的降解速率常数最高,为0.011 4 s^-1。Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺和Cl^-对IL-5的光降解无影响,SO...     

TiO_2光催化有机-无机杂化超滤膜去除水中天然有机物研究

采用相转化法将聚偏氟乙烯(PVDF)、二氧化钛(TiO2)和聚乙二醇(PEG)共混制得TiO2光催化有机-无机杂化超滤膜。利用实验室自制有机-无机杂化超滤膜在有无紫外光照条件下,对腐殖酸(HA)和水库源水样中天然有机物(NOM)的去除率和膜污染情况进行研究和分析,并比较了不同溶液环境(pH和离子强度)和有无紫外光照条件下对腐殖酸水样超滤过程的影响。结果表明,pH较低、离子强度较高的溶液环境有助于提高PVDF-PEG-TiO2膜对HA的去除率;光催化作用可以显著减少膜通量衰减,减少膜污染。     

(EOXPOYEOX)型嵌段共聚物反胶团形成的影响因素

通过(EOXPOYEOX)型嵌段共聚物有机溶液的水增溶实验研究,探讨了溶剂、聚合物结构、离子强度和温度对增溶水量及临界胶团浓度(CMC)的影响.研究结果表明,正辛醇的加入不仅提高了嵌段共聚物/对二甲苯体系的最大增溶水量(Wo,max),而且也增大了体系的CMC值.lg(1/cmc)随聚合物分子单边EO数X增大而线性递增,表明亲水基EO的内聚能变在胶团化过程中起着重要作用.实验研究范围内,溶液离子强度小于1时,对反胶团的增溶作用有利,一定程度上增大了胶束粒径.反胶团临界浓度的自然对数lnXCMC与温度T成线性关系.胶团化过程是一个自发的放热过程, 并且是一个混乱度降低的熵减过程.     

掺羟基磷灰石牙膏对早期龋的修复及吸附镉离子作用研究

通过掺羟基磷灰石(HA)牙膏对早期龋模型进行处理,应用扫描电镜和显微硬度计对再矿化效果进行分析,同时将掺HA牙膏和空白牙膏分别配成不同质量浓度的牙膏悬液,分别加入0.2 mg·L-1的镉离子溶液中,静置24 h后去上清液用电感藕合等离子发射光谱仪测定残余镉离子的量,比较2种牙膏对水溶液中镉离子的吸附情况。结果显示,处理1和2周时掺HA牙膏组釉质的显微硬度分别为253.87±5.66和291.90±10.37,而空白牙膏组则分别仅为199.73±7.11和200.07±9.84,有统计学意义(P0.05);扫描电镜下可见HA处理对早期龋脱矿牙釉质再矿化作用明显;各质量浓度组的掺HA牙膏对镉离子的吸附率均高于空白牙膏。结果表明将HA掺入牙膏可提高其修复早期龋的作用,同时增强了对水中镉离子的吸附作用。     

聚甲基丙烯酸/丙烯酰胺pH敏感凝胶的合成与溶胀行为研究

以单体丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸(MAA),交联剂N-N'亚甲基双丙酰胺(BIS)为原料,通过自由基共聚合成了聚甲基丙烯酸/丙烯酰胺[P(MAA-co-AM)]水凝胶.研究了干凝胶在不同pH溶液中的溶胀动力学,结果表明不同AM、MAA单体配比的凝胶溶胀性具有很大差异,其溶胀率都随着溶液的pH增加而增大,在pH=12和pH=2溶液反复变换时显示可逆溶胀-退溶胀和快速响应特性,溶胀-退溶胀过程中搅拌作用对凝胶响应速率有显著影响.吸水平衡P(MAA-co-AM)水凝胶在酸性及碱性条件下均出现收缩,在pH=2下10 min之内凝胶收缩90%以上,随着pH增大逐渐减慢.通过不同浓度的NaCl与CaCl2溶液研究了溶液离子强度以及反离子的电荷数对凝胶溶胀性影响,在NaCl溶液和水中,呈现反复溶胀-退溶胀响应特性.     

基于XDLVO理论分析物理化学相互作用对纳滤膜有机污染影响

基于XDLVO理论定量解析了2种商用纳滤膜(NF90和NF270)与2种典型有机物腐殖酸(HA)和海藻酸钠(SA)之间的界面相互作用能,考察了溶液条件及系统操作压力对膜污染的影响。结果表明,纳滤膜污染程度与物理化学作用密切相关。pH减小使污染物之间或者污染物与膜之间黏附自由能负值明显增大,膜污染程度增加,膜通量衰减明显。离子强度增加特别是Ca~(2+)的添加会导致同样结果。SA比HA表现出对纳滤膜更强的膜污染。过滤液预处理可以降低膜污染,而增加跨膜压差可以增加膜污染并导致膜通量的快速衰减。XDLVO理论对膜污染预测的相关结果与实验结果相对一致,表明XDLVO理论在预测及控制膜污染方面具有很大的潜力。     

(EOXPOYEOX)型嵌段共聚物反胶团形成的影响因素

通过 (EO_XPO_YEO_X)型嵌段共聚物有机溶液的水增溶实验研究 ,探讨了溶剂、聚合物结构、离子强度和温度对增溶水量及临界胶团浓度 (CMC)的影响 .研究结果表明 ,正辛醇的加入不仅提高了嵌段共聚物 /对二甲苯体系的最大增溶水量 (W_{o ,max}) ,而且也增大了体系的CMC值 .lg(1/cmc)随聚合物分子单边EO数X增大而线性递增 ,表明亲水基EO的内聚能变在胶团化过程中起着重要作用 .实验研究范围内 ,溶液离子强度小于 1时 ,对反胶团的增溶作用有利 ,一定程度上增大了胶束粒径 .反胶团临界浓度的自然对数lnX_CMC与温度T成线性关系 .胶团化过程是一个自发的放热过程 ,并且是一个混乱度降低的熵减过     

Na~+对铁盐化学去除含腐殖酸污水中磷的影响

采用常规化学混凝实验,同时借助耗散型石英晶体微天平技术(QCM-D)考察了不同Na~+含量下含腐殖酸(HA)污水中磷的铁盐化学去除特性。结果表明,当Na~+的浓度从0增大到50 mmol/L时,反应体系除磷率逐渐增加。由于电荷屏蔽、电中和作用和吸附配合作用使得HA与铁盐溶液表面所带净电荷量减少,削弱了HA与铁盐溶液之间的静电斥力,促进了铁盐在HA表面吸附质量的逐渐增大,HA-铁盐配合产物反应层表面的PO_4~(3-)-P吸附质量不断增加。当Na~+的浓度继续增大到100 mmol/L时,反应体系除磷率逐渐下降。由于静电斥力不断增大,减缓了反应物之间的吸附作用,吸附在HA表面的铁盐质量因此降低,此时HA-铁盐配合产物反应层表面的PO_4~(3-)-P吸附质量不断减小。     

聚乙烯吡咯烷酮半互穿网络智能凝胶的合成和电场行为研究

利用化学交联法,制备了由聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和丙烯酰胺(Am)、丙烯酸(AA)复合的具有半互穿网络(Semi-IPNs)结构的高分子水凝胶。研究了凝胶在直流电场作用下NaCl溶液中的溶胀、弯曲行为及交联剂含量、PVP含量对水凝胶的溶胀性质、拉伸强度的影响。结果表明凝胶的最大弯曲率随着时间和电场强度的增加而增大,随溶液离子浓度的增加呈现出最大值。增加PVP可以提高拉伸强度降低弯曲度,适当增加交联剂,可以加强拉伸强度108.51%,降低溶胀度68.29%。     

KNO_3熔盐中杂质离子对玻璃离子交换和增强的影响

利用电子探针和离子探针对KNO_3熔盐中一系列浓度的Ca~(2+)、Sr~(2+)、Ba~(2+)、Na~+杂质离子影响K~+-Na~+交换和离子交换玻璃的强度进行了研究。结果表明: 1.上述杂质离子对K~+-Na~+交换产生阻止效应和抑制效应。 2.扩散入玻璃的二价杂质离子,其浓度分布随在KNO_3熔盐中浓度变化呈极大值规律,并随这些离子进入玻璃和极化作用的加强,增大表面微张应力。离子交换玻璃的强度与二价杂质离子扩散规律直接相关。 3.KNO_3中含有二价杂质离子后,由于阻止效应和结构松弛的共同影响,使交换玻璃达到最大强度的处理温度大大提前。     

牙本质再矿化动力学和磷蛋白的作用研究

牙本质再矿化过程是羟基磷灰石 (简称 :HAP)晶体的结晶过程。应用等组分晶体生长方法 ,研究了牙本质的结晶动力学过程 ,并探索了磷蛋白在矿化过程中的作用。实验条件是 :溶液温度θ=(3 7± 0 5 )℃ ;溶液酸度pH =7 0 0± 0 0 3 ;初始离子强度IS =0 15mol/L ;溶液的饱和度δ =5 2 3。研究结果表明如下 :(1)牙本质再矿化动力学过程可划分为初始反应、诱导反应及快速反应 3个阶段。第Ⅰ阶段揭示籽晶初始状态对于反应速率的影响 ;第Ⅱ阶段揭示二次成核的诱导时间 ;第Ⅲ阶段揭示二次成核后的晶体生长速率。 (2 )经EDTA和乙酸脱矿后的牙本质籽晶 ,其再矿化生长速率与脱矿时间相关 ,它表明HAP的结晶动力学特征与多种因素相关。 (3 )游离存在的磷蛋白 ,在矿化过程中的作用类似于无机杂质离子 ,抑制动力学过程的反应速率。     

纳米二氧化钛/腐植酸对泰乐菌素的吸附特性

为了研究不同来源的腐植酸(HA)/纳米二氧化钛(nmTiO2)复合物对典型抗生素环境行为的影响,采用批量平衡振荡法,分别考察了吸附等温线、离子强度以及pH值对纳米二氧化钛/HA吸附泰乐菌素(TYL)的影响。结果表明:TYL在TiO2/不同来源的HA复合物上的吸附容量不同,顺序为,BZ/TiO2DC/TiO2NT/TiO2DN/TiO2,添加腐植酸后,吸附容量明显增加,离子交换可能是泰乐菌素在HA/TiO2复合物上吸附的主要机理;随着pH值的升高,吸附容量逐渐增大;而随着离子强度的增加,吸附容容量显示减小。这意味着纳米二氧化钛进入环境后,随着环境条件的改变,其对抗生素的吸附能力也将发生改变,进而对抗生素在水环境中的迁移造成影响。     

在模拟隧道地层环境介质中三元乙丙橡胶密封条老化行为和老化机理的研究

探讨三元乙丙橡胶(EPDM)密封条在模拟隧道地层环境介质浓度为1mol·L~(-1)(1M)离子溶液中的老化行为和老化机理,并与其在蒸馏水中的老化行为和老化机理进行对比。结果表明:随着老化时间的延长,在两种介质中浸泡的EPDM密封条的硬度和压缩强度呈提高趋势,拉伸强度呈先下降后提高趋势,拉断伸长率和压缩永久变形呈减小趋势,应力松弛因数呈增大趋势,这是因为老化初期介质中的水分子在EPDM基体内渗透、扩散,导致补强剂的补强效果减弱,老化中后期吸水达到平衡,且发生后交联反应;相对质量变化率和相对吸水率先增大后减小;玻璃化温度(T_g)先下降后上升。EPDM密封条表面在老化过程中逐渐变粗糙,分离出固体颗粒物;在1M离子溶液中的老化速率略高于在蒸馏水中的老化速率。在蒸馏水中浸泡的EPDM密封条相对质量变化率和相对吸水率明显大于在1M离子溶液中浸泡的EPDM密封条,这与其吸水率大有关。在同一老化时间下,在1M离子溶液中浸泡的EPDM密封条的储能模量大于在蒸馏水老化中浸泡的EPDM密封条,T_g较低。     

通过对精制海盐中各离子浓度大小的测定介绍激光拉曼光谱法

根据每种元素都有它们各自的特征谱线,采用激光拉曼光谱技术,通过特征峰强比值法可对溶液中的Nacl,Kcl以及Cacl2当中的离子浓度进行定量的测定。依据溶液中某些拉曼光谱参数(如拉曼强度、半高宽和谱峰面积等)与对应振动的分子或离子团数量有密切的定量关系,估算溶液中离子或分子的浓度.Nacl,Kcl以及Cacl2的拉曼光谱特征峰参数与浓度呈良好的线性关系;根据电解质溶液拉曼峰的形变参数可用于估算离子浓度.运用多元统计的方法,可以拟合出钠离子、钾离子和钙离子的浓度与各拉曼参数的回归方程。     

荷电膜去除水中表面活性剂十二烷基苯磺酸钠研究

采用自制等离子体改性聚砜荷电膜对表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)进行截留测试,通过改变溶液的初始SDBS质量浓度(40～400 mg· L-1)、操作压力(0.15～0.35 MPa),离子强度(NaCl质量浓度100～300 mg·L-1)以及pH(2～12)等影响因素,观察荷电膜对SDBS溶液的截留率以及通量的变化,分析作用机理.结果表明,静电斥力为主要作用力,同时伴有机械筛分作用.初始SDBS含量低时比高时截留效果好,SDBS初始质量浓度为40 mg· L-1时截留率可达85.68％;低离子强度时静电斥力发挥主要作用,截留率比高离子强度时高；压力越大,截留率越高；溶液pH接近中性时截留效果最好.     

CuCl_2-HCl酸性蚀刻液的ORP测量及其应用

通过测量CuCl2–CuCl–NaCl–HCl溶液的氧化还原电位(ORP),研究了酸性蚀刻液在蚀刻过程与电化学再生过程中ORP与溶液组成和温度的关系。结果表明,酸性蚀刻液的ORP随Cu+离子质量浓度的增加而降低,且在Cu2+离子质量浓度较高或总Cu质量浓度变化不大时与Cu+离子质量浓度的对数成正比。酸性蚀刻液中的溶解氧、Cu2+离子、Cl?离子和H+离子的浓度以及温度对ORP的测量有一定影响,但最大误差不超过0.9%。溶液组成一定时,ORP与测量温度成正比。ORP的测量可以指示酸性蚀刻液的蚀刻速率及其电化学再生过程。