聚乙烯亚胺印迹树脂对水中Cu2+的吸附研究

研究利用离子印迹技术,以离子交换树脂为支撑体,Cu~(2+)为模版离子,聚乙烯亚胺(PEI)为改性剂,环氧氯丙烷为交联剂,成功制得Cu~(2+)印迹树脂,并应用于水中Cu~(2+)的吸附。在吸附溶液pH值为5.5,温度为25℃时,印迹树脂对Cu~(2+)的吸附量达85.7mg·g~(-1),表现出对Cu~(2+)较好的吸附性能。印迹树脂对Cu~(2+)的吸附符合Lagergren准2级动力模型和Langmuir吸附等温模型,说明吸附主要以化学吸附为主,且吸附过程仅发生在表层,为单分子层吸附行为。当Cu~(2+)分别与Zn~(2+)、Pb~(2+)和Cd~(2+)共存时,印迹树脂能够选择性吸附Cu~(2+),其中吸附80min后Cu/Zn高达2.31。对印迹树脂经过4次洗脱后吸附容量不再降低,表明其良好的化学稳定性和吸附性。     

EDTA对新型多胺螯合树脂选择性吸附Cu(Ⅱ)的影响机制

结合溶液体系Cu-EDTA形态分析,研究了广泛pH值下EDTA对多胺螯合树脂(PAMD)选择性吸附Cu(Ⅱ)的影响规律。酸性条件(2.0pH7.0)下,随pH值升高,Cu(Ⅱ)的吸附量先增大后减小,显示出受游离EDTA离子形态变化的明显影响,这与阴离子络合态铜(CuHEDTA-和CuEDTA~(2-))与质子化氨基的静电作用相关。碱性条件(7.0pH12.0)下,随pH值升高,Cu(Ⅱ)的吸附量逐步增大并趋于稳定,这主要是因为作用机制由去质子化氨基与EDTA络合态铜形成三元络合物(7.0pH9.5)转变为去质子化氨基直接置换EDTA络合态铜中EDTA配体的方式(9.5pH12.0),进而增加了PAMD树脂对Cu(Ⅱ)的选择性吸附性能。另外,无机盐离子促进了PAMD树脂对EDTA络合态铜的配体置换作用,提高了Cu(Ⅱ)的选择性吸附性能。在盐、碱共存体系中Cu(Ⅱ)对EDTA的选择性系数高达73.1,可作为常见有机络合重金属离子选择性去除的新方法。     

基于铜离子与DNA相互作用的铜离子检测

利用铜离子(Cu~(2+))可与DNA分子中的碱基相互作用形成络合物的性质,将Cu~(2+)富集在DNA修饰电极表面,进而采用微分脉冲伏安法(DPV)实现了铜离子的检测.此外,由于乙二胺四乙酸(EDTA)对Cu~(2+)具有更强的络合能力,富集于DNA修饰电极表面的Cu~(2+)很容易被洗脱液中的EDTA络合,从而实现修饰电极的再生和重复利用.实验结果表明,在最佳实验条件下,Cu~(2+)浓度在2.0×10-6~1.0×10-5mol/L和2.0×10-5~1.0×10-4mol/L范围内与其相对还原峰电流强度(I-I0)呈良好的线性关系,且该传感器简单、稳定,可循环使用.     

聚乙烯亚胺-磁性羧甲基纤维素复合物对铜离子和镉离子的吸附

制备了聚乙烯亚胺修饰的磁性羧甲基纤维素纳米复合材料(PEI-MCMC),对其结构进行了表征分析,探究了该材料在不同p H和时间、不同离子浓度下对铜离子(Cu~(2+))和镉离子(Cd~(2+))的吸附量。结果表明,PEI-CMC对Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附过程均符合拟二级动力学模型,为化学吸附的过程。该材料在pH 5～6条件下,Cu~(2+)和Cd~(2+)分别在10和25 min时达到吸附平衡,平衡时的理论吸附量分别为32.24和83.33 mg/g。该吸附材料对Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附速度快,适用条件广,便于分离,为含Cu、Cd的废液处理提供了一定的参考。     

D463树脂对废水中镍-氨络合离子的吸附性能与机理研究

优选亚氨基二乙酸螯合树脂D463,系统考察了其对废水中镍-氨络合离子的吸附性能与机理。研究表明,镍离子吸附量随氨浓度升高而先升高后降低;采用Langmuir等温方程获得的镍离子最大吸附量为2.206mmol/g;氨与镍离子分别在120min和500min左右达到吸附平衡,准一级动力学方程和准二级动力学方程均可对镍离子的动力学曲线进行较好的模拟,氨和镍离子吸附量比随时间的进行先增大后减小。结合液相形态以及固相FT-IR和XPS分析,推测镍-氨双组份的吸附过程存在竞争与促进的交互作用:碱性体系中氨与镍离子形成阳离子络合物,促进镍离子的吸附,过量氨与镍离子竞争相同的树脂吸附位点,表现为相互抑制作用,但游离镍离子与树脂的螯合作用更具优势。该树脂对重金属的吸附回收具有广谱性。镍-氨和铜-氨体系动态吸附曲线表明镍离子和铜离子的穿透点分别为260BV和520BV,且1BV 12%硫酸和1BV的水可彻底再生D463,证明D463在含高氨废水中分离回收重金属离子方面具有广阔的应用前景。     

响应面法优化污水处理厂改性污泥对水中Cu~(2+)的吸附作用

以开封县污水处理厂改性污泥为实验材料,处理模拟含铜废水.对实验过程中溶液初始pH(A)、吸附时间(B)、废水中Cu~(2+)浓度(C)三个重要影响因素之间的交互作用进行了考察,并建立了数学模型.结果表明,各因素对Cu~(2+)去除率的影响依次为初始浓度﹥pH﹥吸附时间.研究将吸附剂对Cu~(2+)吸附工艺参数进行了优化,得出吸附最优条件:初始浓度为18.00 mg/L,pH为5.50,吸附时间为30.00 min.在此最优条件下,3次试验的Cu~(2+)去除率均值都达到99.42%,试验值与理论值绝对偏差为0.69%.     

MSCB吸附剂去除水体中Ni~(2+)、Cu~(2+)、Cr(Ⅵ)的机制研究

以NaOH和二硫化碳对甘蔗渣进行了改性,通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)对改性蔗髓纤维(MSCB)进行表征并研究了MSCB去除水中Cr(Ⅵ)、Ni~(2+)、Cu~(2+)的性能。结果表明,MSCB吸附重金属离子的平衡时间为30~60 min,处理含Cr(Ⅵ)浓度在10~40 mg/L范围内的废水去除率达97%以上,比改性前蔗髓纤维(SCB)对Cr(Ⅵ)的吸附率(23.7%)提高了74.35%。对含Ni~(2+)浓度30~60 mg/L的废水去除率达98%以上,吸附容量达59.12 mg/g、对Cu~(2+)浓度在20~55 mg/L废水的去除率在90%以上,吸附容量达49.9 mg/g。对电镀废水中Cr(Ⅵ)处理率达96.69%,吸附量8.16mg/g,出水浓度0.93 mg/L;Ni~(2+)去除率达99.13%,吸附量51.89 mg/g,出水浓度1.06 mg/L,水质澄清。     

氨基(β-羟基)甲酸酯与亚磺酸酯树脂的合成及其对贵金属离子的吸附性

合成了八种氨基(β 羟基)甲酸酯树脂与氨基(β-羟基)亚磺酸酯树脂。探讨了溶剂、试剂摩尔比、反应温度与时间对制得的树脂功能基含量、吸附容量的影响.在一定的pH及酸度范围内,在杂质离子Ni~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)、Cd~(2+)存在下,树脂5高选择性地定量吸附Au(Ⅲ);树脂对Au(Ⅲ)、Pt(Ⅳ)、Pd(Ⅱ)有选择吸附性。     

Cu(Ⅱ)印迹壳聚糖交联多孔微球去除水溶液中金属离子

研究了以Cu2+为模板的壳聚糖交联多孔微球(Cu-CSCPM)对溶液中Cu2+的吸附性能,为该材料应用于去除废水、果蔬汁等有毒重金属铜离子提供理论基础。首先制备了Cu2+印迹壳聚糖交联多孔微球,并表征了微球的一些物理化学性质;其次采用静态吸附法研究了该微球对Cu2+的吸附行为。结果发现,制得的微球表面多孔,含有活性-NH2,其含水量为69.59%,树脂骨架密度为1.22g/cm3,孔度值为73.68%,交联度为82.42%。初始浓度为60mmol/L、吸附温度40℃、pH=4.0时,Cu-CSCPM对Cu2+的饱和吸附容量为1.89mmol/g。Cu-CSCPM再生5次对Cu2+仍然具有较高吸附容量。     

淀粉磷酸酯基高吸水树脂对Cu2+的等温吸附行为研究

含重金属离子废水的处理一直是人们关注的重点和难点.近年来,吸附法是处理重金属废水的一种比较有效的方法。本文以马铃薯淀粉磷酸酯为原料合成高吸水树脂,并且检测了高吸水树脂对Cu2+的静态等温吸附性能。讨论了不同丙烯酸中和度的高吸水树脂产品、Cu2+离子浓度、树脂用量和吸附时间对吸附容量的影响,并由X射线光电子能谱验证了铜离子在树脂上的吸附。     

Cu~(2+)负载疏松多孔型羟胺改性聚丙烯腈对As(V)的吸附性能

采用高内相比乳液模板法合成出疏松多孔型聚丙烯腈(PAN),对其进行羟胺改性后再与Cu~(2+)配位,得到Cu~(2+)负载疏松多孔型羟胺改性聚丙烯腈(AO-PAN/Cu~(2+))。对所合成的AO-PAN/Cu~(2+)吸附剂进行了红外光谱、扫描电镜、热重分析等表征,并研究了其对As(V)的吸附性能。该吸附剂对As(V)的最大吸附量为0.22mg/g,吸附过程符合拟二级动力学方程。在竞争离子存在下,AO-PAN/Cu~(2+)对As(V)具有较高的吸附选择性。固定床实验结果表明,AO-PAN/Cu~(2+)对含量为400μg/L的含砷模拟废水中的As(V)具有良好的分离性能,穿透体积达到110BV。     

Cu（Ⅱ）—A沸石的表征

用ESR表征了几种Cu(Ⅱ)-A沸石中Cu~(2+)离子物种,发现在铜含量较高(5.20wt%)的样品中,偶极-偶合的Cu~(2+)离子对占压倒优势,而孤立的Cu~(2+)离子则很少.样品还原后的ESR结果表明,偶极-偶合的Cu~(2+)离子对至少存在着两种不同类型的物种.结合ESR、XPS和XRD方法,研究了Cu(Ⅱ)-A沸石中共存阳离了Mn~(2+)的效应,并讨论了Cu~(2+)和Mn~(2+)两种离子间的氧化还原反应.     

不同焙烧温度对Cu/γ-Al2O3催化剂铜物种结构的影响

用XRD和EXAFS研究了焙烧温度(35─1000 ℃)和负载量(质量分数为5－15％Cu)对于Cu/γ-Al_2O_3催化剂铜物种的影响。低于700 ℃焙烧时,铜以高分散状态存在。根据Cu~(2+)同时占据八面体(Oh)和四面体(Td)两种位置,对第一壳层的Cu-O配位峰进行了拟合。结果显示,随着焙烧温度增加,铜氧配位距离逐渐增加,Cu~(2+)(Oh)/Cu~(2+)(Td)的比例降低,并且Cu~(2+)(Oh)与氧的平均配位数从5.1变成6.0．这表明Cu~(2+)离子由Oh位向Td位迁移,同时向内层扩散使表面配位不饱和的氧缺顶畸变八面体部分变为配位饱和的对称八面体。900 ℃和更高温度的焙烧,使铜离子扩散进载体相形成CuAl_2O_4。     

氨基吡啶树脂的合成及其对贵金属离子的吸附性

合成了三种氨基吡啶树脂(APR)。功能基含量3.22—3.71mmol-NH-C_5H_4N/gAPR,吸附容量614.8—665mg Au(Ⅲ)/gAPR。摩尔络合比Au(Ⅲ)/-NH-C_5H_4N=1.0,Pt(Ⅳ)/-NH-C_5H_4N=0.48。选择吸附性Pt(Ⅳ)>Au(Ⅲ)>Cd~(2+)>Zn~(2+)>Pd(Ⅱ)>Mn~(2+)、Cu(2+)、Fe~(3+).吸附的Au(Ⅲ)可用2％硫脲水溶液定量地洗脱,再生的4-APR可重复使用。氨基吡啶树脂有应用开发前景。     

耐辐射奇球菌对Cu~(2+)和Cr~(6+)吸附行为研究

本文以耐辐射奇球菌作为生物吸附剂去除溶液中的Cu~(2+)和Cr~(6+),通过考察吸附时间、初始离子浓度、菌液浓度等影响吸附效果的关键因素,研究了耐辐射奇球菌对Cu~(2+)、Cr~(6+)的吸附作用,找出最佳吸附条件,并研究了Cu~(2+)、Cr~(6+)共存条件下的竞争吸附行为。采用紫外分光光度计分析耐辐射奇球菌在不同条件下对Cu~(2+)和Cr~(6+)的吸附作用;傅立叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)分析细菌吸附前后的结构和形貌变化。结果表明:耐辐射奇球菌对Cu~(2+)和Cr~(6+)的最佳吸附时间均为80min。对Cu~(2+)、Cr~(6+)吸附的最佳初始浓度分别为0.08mol·L~(-1)、0.138mol·L~(-1),且随着菌液浓度的增大,耐辐射奇球菌对Cu~(2+)、Cr~(6+)的吸附量随之增加。当Cu~(2+)、Cr~(6+)共存条件下耐辐射奇球菌对Cu~(2+)吸附量较Cr~(6+)更大。红外光谱仪和扫描电镜结果阐释了耐辐射奇球菌对Cu~(2+)和Cr~(6+)的吸附行为。耐辐射奇球菌以其超强生存能力,非致病性,环境友好等优势,在重金属废水处理方面将会有很好的应用前景。     

乙二胺树脂对铜和磺胺甲恶唑的吸附特性与机制

系统研究了乙二胺树脂(PSA)对铜Cu(Ⅱ)和磺胺甲恶唑(SMZ)污染物的共去除性能及交互影响规律。研究结果表明,PSA对Cu(Ⅱ)和SMZ的吸附等温线可采用Langmuir方程进行拟合,共存不同浓度SMZ时,Cu(Ⅱ)的饱和吸附量升高(18.11~32.9%);共存不同浓度Cu(Ⅱ)时,SMZ的饱和吸附量降低(2.18~36.5%)。结合预负载、动态吸附实验及固相FT-IR分析,低SMZ浓度时,Cu(Ⅱ)的增强去除主要是由于质子化氨基被阴离子SMZ-吸附,屏蔽了正电荷对Cu(Ⅱ)的静电排斥作用。Cu(Ⅱ)与SMZ分别与PSA中的氨基发生配位作用和静电/氢键作用,因而存在竞争吸附,且Cu(Ⅱ)的吸附作用力更强;固相中Cu(Ⅱ)对SMZ具有架桥吸附作用,形成了-N-Cu(Ⅱ)-SMZ三元络合物构型。用1.0mol/L的HCl对吸附后的PSA进行再生,SMZ和Cu(Ⅱ)的再生率分别达98.2%和99.8%。共存无机盐显著促进了Cu(Ⅱ)的吸附(4.7~42.7%),略抑制了SMZ的吸附(1.6~19.4%),而共存腐植酸对两种目标污染物的去除基本无影响。     

三核和四核金属-有机簇修饰的四个多酸化合物的结构、选择性光催化和汞离子传感性能（英文）

使用柔性含S有机配体4-(2-噻吩-2-基-乙基)-4H-[1,2,4]三氮唑(L),通过调控反应参数成功制备出4个基于Keggin的化合物,即[Cu~Ⅰ_3L_3(PMo_(12)O_(40))](1)、[Cu~Ⅰ_4L_6(SiW_(12)O_(40))](2)、[Cu_Ⅰ~4L_6(SiMo_(12)O_(40))](3)和[Zn_4L_6(SiW_(12)O_(40))](4),并利用单晶X射线衍射、元素分析和红外光谱进行表征。化合物1中3个Cu+离子聚合3个配体诱导一个环状的三核铜簇。Keggin多阴离子连接三核簇构筑二维层结构。化合物2、3和4同构,包含由6个配体连接4个金属离子(2、3中为铜离子,4中为锌离子)形成的四核[M_4L_6]~(4+)簇。多酸阴离子提供2个氧原子连接2个[M_4L_6]~(4+)簇,从而形成一维链结构。标题化合物对废水中的阳离子染料亚甲基蓝(MB)展示了良好的选择性光催化性能。另外2-CPE(碳糊电极)可作为安培传感器来检测过氧化氢和亚硝酸根。化合物1、2和4展示了对Hg~(2+)的传感性能。     

吡啶类螯合树脂对Cu(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)吸附分离特性的研究

以自合成的氨基吡啶(ANA)树脂为吸附剂,研究其对单组分重金属离子的吸附行为和在双组分体系中对目标重金属离子的分离去除能力。单组分静态吸附实验结果表明,在pH值为5条件下,ANA树脂对Cu(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的吸附容量分别达到1.022mmol/g和0.446mmol/g。静态吸附等温线和动力学过程可采用Langmuir方程和Lagergren二级动力学方程进行拟合。在Cu(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)双组分体系下,Cu(Ⅱ)的吸附量较单组分大,高浓度Ni(Ⅱ)条件下,Cu(Ⅱ)在ANA树脂上具有更好的吸附选择性能。前222BV、248BV出水中,Ni(Ⅱ)纯度分别高达100%、99.999%,经简单浓缩处理即可进行回收利用,为树脂在高纯金属制备技术中的应用提供理论指导和技术支持,同时在有色金属资源的深度提纯和高级应用中具有重要的经济和战略意义。     

负载型CuO—ZnO／γ—Al2O3催化剂抗硫中毒性能的研究

采用XPS、TPR法证明浸渍法制备的CuO-ZnO/Al_2O_3催化剂中的CuO、ZnO和γ-Al_2O_3之间存在强相互作用,Cu量≤7.0wt%,Zn量≤11Wt%时,CuO和ZnO以单分子层分散在γ-Al_2O_3上.催化剂表面Cu和Zn实际含量的比值远小于配制时的比值(Cu/Zn=2),表明ZnO比CuO优先分布在表面.因ZnO比CuO更易和S作用生成ZnS,ZnO在表面的大量存在减少了Cu被S中毒的机率;另外CuO单层分散在Al_2O_3上,还原后生成的Cu~0,由于γ-Al_2O_3的拉电子作用使其处于缺电子状态(CU~(?+)),加上催化剂表面可能有部分CuO和Al_2O_3形成尖晶石,使一部分Cu以Cu~(n+)存在,Cu~((?)+)或Cu~(n+)对S的吸附弱.以上两个原因使负载型铜催化剂具有良好的抗硫中毒性能.     

CuMnCeLa-O/γ-Al2O3催化剂助燃脱硝性能研究

采用等体积浸渍法制备了Cu Mn-O/γ-Al_2O_3、Cu Mn Ce-O/γ-Al_2O_3和Cu Mn Ce La-O/γ-Al_2O_3催化剂.用XRD、BET、SEM、XPS和H_2-TPR技术对其物相和表面性质进行了表征.在连续固定床微反装置上评价了催化剂的CO+O_2和CO+NO反应性能.结果表明,催化剂样品中观测不到Cu O、Mn O_x、Ce O_2和La_2O_3的XRD晶相峰,活性组分在γ-Al_2O_3载体表面呈高度分散状态.Ce、La的引入对催化剂的比表面积、孔容和孔径分布影响不大.SEM谱图中未观测到活性组分的形貌,金属氧化物在载体表面均匀分布.Ce~(3+)!Ce~(4+)之间的可变价转换,引起Cu Mn Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂表相Cu O中具有非完整结构的[Cu~(2+)_(1-x)Cu_x~+][O_(1-2)1_x□1_(2x)]增多,Cu~+/Cu~(2+)比例增大,表相氧空位增多,H_2-TPR还原峰温度向低温区偏移.Ce~(4+)、La~(3+)之间不平衡电荷以及共生过程中Cu-Mn-Ce-La-O之间的强相互作用,加大了Cu O和Mn O_x结构的不完整性,导致Cu Mn Ce La-O/γ-Al_2O_3催化剂样品表相产生更多的Cu~+、Mn~(2+)、Mn~(3+)和氧空位,相应的H_2-TPR还原峰温度进一步向低温区偏移.催化氧化CO和CO催化还原NO实验结果表明,在反应空速20 000 h~(-1),350℃反应温度下,Cu Mn Ce La-O/γ-Al_2O_3催化剂CO催化还原NO反应的CO转化率达到88.2%,NO转化率达到了96.1%,表现出了较好的氧化还原活性.