两性离子超分子水凝胶的制备及对废水中阴/阳离子染料的吸附去除

以三聚氯氰和5-氨基间苯二甲酸为原料,通过亲核取代制备了一种新型耐盐两性离子超分子水凝胶(ZSH)2,4,6-三(3,5-二羧基苯基氨基)-1,3,5-三嗪。运用FTIR、NMR、MS和SEM技术对ZSH进行了表征,并将其用于对阴离子染料活性艳红(K-2BP)和阳离子红(X-GTL)的吸附去除。基于ZSH的pH响应性和耐盐性,在高盐染料废水中利用ZSH的原位溶胶-凝胶转变,可在其与阴/阳离子染料接触的瞬间完成吸附。当吸附pH为0.86、ZSH与K-2BP的质量比为5∶2时,K-2BP的去除率可达89.6%,饱和吸附量为459.2 mg/g;当吸附pH为1.00、ZSH与X-GTL的质量比为2∶1时,X-GTL的去除率可达91.8%,饱和吸附量为427.6 mg/g。ZSH吸附K-2BP和X-GTL的过程更符合Freundlich等温吸附模型。

多重刺激响应性材料的合成及其对染料废水的处理

以可溶性淀粉(ST)、烯丙基缩水甘油醚(AGE)和2,4-二(二甲胺基)-6-氯-[1,3,5]-三嗪(BDAT)为原料,制得具有多重刺激响应性絮凝剂ST-AGE-BDAT,用于活性艳红K-2BP染料废水处理,考察该絮凝剂对外界不同刺激的响应性,探讨各种因素对染料废水处理效果的影响。结果表明:该絮凝剂对Na_(2)SO_(4)具有显著的溶解度转化响应性,当溶液中Na_(2)SO_(4)质量浓度大于10 g/L时,ST-AGE-BDAT的析出率超过95%,残留量明显降低;温度诱导的ST-AGE-BDAT相变具有不可逆性,透光率在15 d内始终低于1%,没有发生可逆的溶解度转换;在活性艳红K-2BP染料质量浓度为200 mg/L、pH为1.5、ST-AGE-BDAT投加量为0.2 g/L、絮凝时间为5 min的条件下,出水中染料去除率为99.6%;ST-AGE-BDAT絮凝剂有效改善了絮凝过程中窗口窄的缺陷,在含盐或高温废水处理方面前景广阔。

分子印迹碳微球的制备及对偶氮染料选择性吸附和高灵敏度检测

以纤维素碳微球为内核,以活性艳红K-2BP染料为模板分子,采用蒸馏-沉淀法合成了K-2BP表面印迹碳微球(K-2BP-MIPs)。染料动力学吸附研究表明K-2BP-MIPs对模板分子K-2BP的最大吸附容量可达881 mg·g^(-1)。以Al_(x)Fe_(y)-MOF为导电糊剂,制备了K-2BP-MIPs和Al_(x)Fe_(y)-MOF共修饰的铁糊电极(FPE)用来构建分子印迹电化学传感器。采用循环伏安法(CV)和电化学阻抗法(EIS)研究了印迹电化学传感器的性能,结果表明该传感器在检测K-2BP时,孵育后和洗脱后的电流响应差值与K-2BP浓度在1.0×10^(-11)~5.0×10^(-7)mol·L^(-1)范围呈良好线性关系,检测限(S/N=3)是3.3×10^(-12)mol·L^(-1)。此外,传感器检测K-2BP时的电流响应差值分别是检测甲基红、活性黑五和亚甲基蓝的2.8、2.8和2.4倍,说明其具有良好的特异性。该印迹聚合物无论是在吸附还是检测方面,都具有优异的性能,在检测印染废水的排放方面有一定的应用价值。

季铵盐阳离子淀粉的合成及粘土防膨性能研究

油田注水开发过程中加入有机粘土稳定剂可以有效保护油藏储层,是实现原油稳产、增产的重要手段。本文开发了一种环保型阳离子淀粉防膨剂(CS),采用核磁共振氢谱(^(1)H NMR)、红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)和元素分析对CS进行了表征。室内粘土防膨实验表明,CS可以有效抑制粘土水化膨胀和分散运移,在加剂量为2.0 wt%时,其防膨效果可达79.9%,与环氧氯丙烷-二甲胺缩聚物的防膨性能接近。耐水洗测试表明,经过3次水洗CS依然能保留72.0%的防膨率,表现出优异的长效粘土防膨效果。文章采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、和zeta电位测定仪对粘土-CS复合物的微观相态及界面荷电性进行了研究,实验结果发现,CS对钠膨润土的防膨机理主要是聚合物吸附架桥和晶层插层,此外,分子间氢键和静电牵引也在固定地层粘土颗粒方面发挥了重要作用。