Effect of Fe(Ⅲ) on the bromate reduction by humic substances in aqueous solution

Humic substances are ubiquitous redox-active organic compounds of environment. In this study, experiments were conducted to determine the reduction capacity of humic acid in the man-ix of bromate and Fe（Ⅲ） solutions and the role of Fe（Ⅲ） in this redox process. The results showed that the humic acid regenerated Fe（Ⅱ） and reduced bromate abiotically. The addition of Fe（Ⅲ） could accelerate the bromate reduction rate by forming humic acid-Fe（Ⅲ） complexes. Iron species acts as electron mediator and catalyst for the bromate reduction by humic acid, in which humic acid transfers electrons to the complexed Fe（Ⅲ） to form Fe（Ⅱ）, and the regenerated Fe（Ⅱ） donate the electrons to bromate. The kinetics study on bromate reduction further indicated that bromate reduction by humic acid-Fe（Ⅲ） complexes is pH dependent. The rate decreased by 2-fold with the increase in solution pH by one unit. The reduction capacity of Aldrich humic acid was observed to be lower than that of humic acid or natural organic matter of Suwanne River, indicating that such redox process is expected to occur in the environment.

Fe(Ⅲ)表面印迹硅胶聚合物的制备及其吸附性能研究

选用硅胶为基质材料、乙烯基膦酸为功能单体、Fe^(3+)为模板离子、乙二醇双甲基丙烯酸酯为交联剂,通过表面印迹技术制备了一种新型膦酸功能化的Fe(Ⅲ)印迹硅胶聚合物。对印迹吸附材料的吸附条件、吸附选择性和重复利用率进行了研究。通过FT-IR、SEM、EDX、TG和N_(2)吸附/脱附分析对印迹材料进行了表征,分析了印迹吸附剂对Fe^(3+)的吸附机理。结果表明:印迹吸附剂在8 min可达吸附平衡,最大吸附量达16.12 mg/g,吸附行为符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温式,印迹吸附剂展现出较高的选择性识别能力,与Cr^(3+)、Mn^(2+)和Zn^(2+)相比,对Fe^(3+)的选择性系数k分别为8.9、10.75和12.37。经过6次吸附-解吸试验,印迹材料吸附Fe^(3+)的能力仅下降了5.9%,证明其具有很好的可重复使用性能。

Fe(Ⅲ)催化过氧化氢分解影响因素分析

在2.0≤pH≤5.1、0.2mmol·L-1≤[H2O2]0≤100mmo·lL-1和0.05mmo·lL-1≤[Fe(Ⅲ)]0≤0.5mmol·L-1的试验条件下,考察了不含有机物的反应体系中[H2O2]0/[Fe(Ⅲ)]0、[Fe(Ⅲ)]0、pH及Fe(Ⅲ)水解形态等因素对类-Fenton反应中Fe(Ⅲ)催化分解H2O2动力学的影响.结果表明,在[Fe(Ⅲ)]0一定时,H2O2分解存在最佳[H2O2]0/[Fe(Ⅲ)]0摩尔比;当[H2O2]0一定时,Fe(Ⅲ)催化H2O2分解可用二级动力学反应进行描述,其二级动力学常数kd为22.21L·mol-1·min-1;Fe(Ⅲ)催化H2O2分解的最佳pH为3.0;H2O2的分解速率随着Fe(Ⅲ)水解时间的增加而降低,Fe(Ⅲ)存在形态对H2O2催化分解起主导作用.

载Fe(Ⅲ)树脂除氟性能的研究

研究了Fe(Ⅲ)改性大孔磺酸型树脂对饮用水中氟离子的吸附特性.氟在载Fe(Ⅲ)树脂上的吸附不随pH的变化而变化,该吸附剂对氟的饱和吸附量随温度的升高而增加,吸附热力学方式符合Langmuir和Freundlich吸附等温式,吸附动力学符合Elovich和准二级动力学模型,而且代表性竞争离子对氟在树脂上的吸附无明显影响.在动态实验中,吸附剂展示了良好的动力学性能.结果表明载Fe(Ⅲ)树脂是一种很有前景的除氟吸附剂.

PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF NOVEL CHITOSAN DERIVATIVES:ADSORPTION EQUILIBRIUM OF IRON(Ⅲ) ION

The adsorption of Fe(Ⅲ)ions from aqueous solution by chitosan alpha-ketoglutaric acid(KCTS)and hydroxamated chitosan alpha-ketoglutaric acid(HKCTS)was studied in a batch adsorption system.Experiments were carried out as function of pH,temperature,agitation rate and concentration of Fe(Ⅲ)ions.The Langmuir and Freundlich adsorption models were applied to describe the equilibrium isotherms and isotherm constants were determined.The Langmuir model agrees very well with experimental data.The pseudo-first-order a...

V(Ⅴ)-Fe(Ⅲ)-S(Ⅵ)-H2O系热力学研究与钒铁分离方法理论

针对酸浸液钒铁分离的难题,绘制298 K时V(Ⅴ)-Fe(Ⅲ)-S(Ⅵ)-H2O系中存在的各种离子随pH以及浓度变化的热力学平衡图,全面分析钒、铁物种随pH和钒、铁、硫浓度的变化规律,在此基础上提出相应的钒铁分离方法并进行理论分析。结果表明:强酸条件(?1<pH<0.5)时铁和钒分别以Fe3+和VO2+2阳离子的形式存在;弱酸条件(0.5<pH)时由于硫酸根的配位作用,铁逐渐由Fe^3+转变为FeSO+4及Fe(SO4)2-阴离子,而钒由VO2+2逐步转变为VO2SO4-及各种聚合阴离子。定义pH50%为含钒或铁阴离子的摩尔分数为50%时的pH值。溶液中钒浓度越高,pH50%,V越小;铁浓度越高,pH50%,Fe越大;硫浓度增高,pH50%,Fe减小。在pH50%,V^pH50%,Fe的酸度范围内,鉴于钒和铁赋存离子电性的差异,选择碱性萃取剂或离子交换树脂优先吸附钒聚合阴离子,或选择酸性萃取剂或离子交换树脂优先吸附铁,均可达到钒和铁的有效分离。

基于藏红T的席夫碱合成及其对Fe(Ⅲ)的专一选择性识别研究

重金属污染目前已非常严重,因此识别检测重金属离子显得尤为重要。合成了基于藏红T(ST)与2-羟基-1-萘甲醛(N)的席夫碱配体ST-N,该配体在水溶液中对Hg(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Ca(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、Co(Ⅱ)等18种常见金属离子中的Fe(Ⅲ)有很好的专一选择性识别,其最低检测限为1 mg/L,符合《GB/T14848-2017地下水质量标准》中铁Ⅳ类检测标准≤2. 0 mg/L,且检测Fe(Ⅲ)的RSD≤1. 17%,加标回收率在95. 7%~103%之间。

水杨酸型螯合树脂对Al^(3+)和Fe^(3+)的吸附性能研究

利用氯甲基化和亲核取代反应,制备了水杨酸型螯合树脂,并用FT-IR分析方法对其进行了检测。将所合成的树脂作为吸附材料,分别对Al^(3+)和Fe^(3+)溶液进行吸附实验,主要考察了吸附时间、温度及pH值等对树脂吸附性能的影响,得到了Al^(3+)和Fe^(3+)的最佳吸附条件。在Al^(3+)和Fe^(3+)最佳吸附条件下,改变吸附剂的质量,进行树脂对Al^(3+)和Fe^(3+)混合溶液的吸附实验。实验结果表明,这种树脂不仅可以同时吸附这2种离子,而且对这2种离子的吸附质量相差不大。

碳量子点制备及荧光猝灭在Fe3+检测中的应用

以梧桐叶为碳源,利用燃烧法合成了具有蓝色荧光的碳量子点(CQDs)溶液,碳量子点中含有羧基、羟基等亲水基团,其在水溶液中有很好的稳定性和分散性。碳量子点在Fe(Ⅲ)离子存在下聚集,导致荧光强度降低,进而利用铁离子对碳量子点的荧光猝灭效果,建立一种简单、快速检测铁离子含量的方法。比较了常见的16种金属离子(K^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Al3+、Ba^(2+)、Zn^(2+)、Cr^(3+)、Mn^(2+)、Fe^(2+)、Co^(2+)、Ni^(2+)、Cu^(2+)、Pb^(2+)、Ag^(+))对CQDs的荧光猝灭作用,根据实验可以得出Fe^(3+)对CQDs的荧光猝灭作用最为明显;在最优条件实验下,Fe^(3+)浓度在2.5~100μmol/L范围内与CQDs的荧光猝灭呈良好的线性关系。该方法已应用于实际水样中Fe^(3+)的检测。

用正电子湮没研究Fe(Ⅲ)在γ-Al_2O_3载体中的自发扩散

采用机械混合的办法，将Fe（NO3）3·9H2O加载于多孔γ-Al2O3载体，并利用正电子湮没寿命谱学研究其自发扩散过程．实验测量了不同Fe（Ⅲ）质量分数的样品（1．3％～4．2％）在不同温度（100～600℃）烘烤后的正电子寿命谱．实验结果表明，未烘烤时，Fe（Ⅲ）主要分布在γ-Al2O3载体颗粒表面；烘烤后，Fe（Ⅲ）向γ-Al2O3载体颗粒的内部二次孔扩散，并首先占据活性中心的位置．同时，部分Fe（Ⅲ）扩散到γ-Al2O3载体的微孔中．在烘烤温度大于400℃时，能使Fe（Ⅲ）和γ-Al2O3载体中均匀分布．

核磁共振弛豫速率方法测定模拟正铁色素的结构

在生命体系内正铁色素具有摄铁和输铁的功能,人工合成的模拟化合物具备了正铁色素的主要功能基团和相近的性质.本工作利用铁(Ⅲ)离子的顺磁性质,测定不同铁(Ⅲ)离子浓度下模拟正铁色素的诱导弛豫时间,根据简化了的Solomon—B1oemoergen公式,计算出铁(Ⅲ)离子到所有被测质子(即氢原子)的相对距离,比较清楚地得到模拟正铁色素在溶液中的构象。

氧瓶燃烧-分光光度法测定防水剂中总氟的含量

采用氧瓶燃烧,氢氧化钠溶液作为吸收液进行吸收,以Fe3+为络合剂、磺基水杨酸为显色剂建立了分光光度法测定防水剂中氟含量。采用试剂空白作参比,在500 nm处测体系吸光度,考察了显色剂用量、显色稳定时间和pH对测定结果的影响。工作曲线线性范围为0.4～4μg/mL。3#防水剂进行8次平行测定,其相对标准偏差为3.31%,该法能较好地适于防水剂中有机氟含量的测定。

铁离子印迹材料IIP-PMAA/SiO_2的制备及吸附性能研究

利用表面接枝印迹法,以硅胶为载体,甲基丙烯酸为配体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,成功制备了Fe^(3+)表面印迹材料IIP-PMAA/SiO_2,考察了IIP-PMAA/SiO_2对Fe^(3+)的吸附性能和选择识别能力。实验结果表明,该印迹材料的饱和吸附量为26.80mg/g,最佳吸附pH值为2,吸附平衡时间为2h,对Fe^(3+)离子具有很强的识别能力;同时材料的再生吸附性能也很稳定,重复使用10次吸附性能依然稳定。

氨基膦酸螯合树脂吸附癸二酸中铁离子的研究

针对氧化铁催化蓖麻油裂解制备癸二酸工艺中铁离子(Fe^(3+))含量过高问题,选用氨基膦酸型螯合树脂LSC-500进行吸附分离。在间歇吸附条件下,考察了溶液p H值、平衡时间、吸附剂用量、癸二酸单钠盐含量等因素对吸附分离的影响。由结果可知:当溶液p H值为6.0时,树脂平衡吸附量最大,吸附率大于90%;吸附达到平衡的时间为180 min;树脂最小用量为100 mg,吸附率保持最大。溶液中癸二酸单钠盐的存在对树脂螯合吸附Fe^(3+)有轻微的协同作用,从而使溶液中Fe^(3+)的含量随癸二酸单钠盐的增大而降低。实验数据拟合表明吸附等温线符合Langmuir模型;通过计算吸附热力学参数(吉布斯自由能ΔG、熵ΔS、焓ΔH),可知低温有利于螯合吸附过程的进行。

LSC-500螯合树脂精制癸二酸的吸附动力学研究

针对清洁生产工艺中癸二酸裂解液Fe(Ⅲ)含量过高问题,选用LSC-500型螯合树脂,在恒温振荡器中采用间歇式搅拌法考察了树脂吸附平衡时间、溶液初始质量浓度、吸附温度等因素对吸附分离过程速率的影响。实验表明当吸附时间达60 min时,树脂的吸附率达80%,180 min时基本达到吸附平衡。此外,为了进一步探究癸二酸单钠盐体系吸附速率方程以及吸附过程中的机理,通过进行不同温度、不同初始质量浓度下吸附平衡实验,考察在规定时间间隔内树脂吸附量变化情况,选择动边界模型中的膜扩散、颗粒扩散和表面络合反应控制对实验数据进行拟合。结果发现,该吸附过程符合拟二级动力学方程,其吸附速率的变化是膜扩散和颗粒扩散共同作用的结果。

基于Fe^(3+)和磺基水杨酸定性定量检测水溶液中无机磷酸根总量

建立了一种以Fe3+与磺基水杨酸为显色体系,选择性识别检测水中无机磷酸根总量的新方法.在HClO4介质中,当pH≤2.5时,Fe3+与磺基水杨酸形成稳定的紫红色配合物,当向其中加入磷酸根离子时,由于竞争取代,磷酸根离子与Fe3+形成无色配合物,溶液颜色由紫红变为无色,吸收光谱也发生显著变化,其他阴离子如Cl-,Ac-,CO32-,SO42-和NO3-等则均未引起明显的光谱及溶液颜色变化,从而实现对PO43-、HPO42-及H2PO4-的裸眼检测,本方法操作简便快速,磷酸盐在0.1~1mmol·L-1范围内符合朗伯比尔定律,可用于水溶液中磷酸根总量的测定.

三价铁促进生物氧化锰稳定土壤砷的效果和机制

通过室内模拟实验,研究了三价铁对生物氧化锰(BMO)稳定化砷污染土壤的促进效果与作用机制.实验结果表明:三价铁的添加提高了BMO对土壤中砷的稳定化效率,当三价铁以质量分数百分比(以Fe计)为0.5%、1%、2%和4%添加时,砷的稳定化效率由单独BMO处理的63.02%增加至86.04%、93.86%、96.56%和97.98%;由连续提取实验结果可知,添加三价铁能够促进土壤中砷的结合形态由可交换态、专属吸附态向无定型铁锰结合态和结晶型铁锰结合态转变,增强土壤中砷的稳定化作用;风险分析进一步表明添加三价铁后砷的环境风险由中风险转变为低风险;矿物晶体结构分析表明,添加三价铁后土壤中出现水铁矿、纤铁矿等次生铁氧化物,这些铁氧化物对土壤中砷有良好的吸附固定能力.总体而言,三价铁的存在能够提高BMO对砷污染土壤的稳定化效率,但三价铁的添加量不宜过高,否则会引起土壤酸化问题.

EDTA对树脂基纳米水合氧化铁溶出性能的影响

通过液相沉积法制备了以大孔阳离子交换树脂D001为载体的纳米水合氧化铁复合材料（HFO-D001）,考察了不同溶液pH值（3~7）下EDTA （0~20 mgL-1）对HFO-D001中铁溶出行为的影响.结果表明,在较强酸性（pH=3）条件下,HFO-D001的铁溶出量随着EDTA浓度的增加而增大;在pH=5或7时,由于树脂刚性骨架的保护作用及EDTA与树脂磺酸基团之间的静电斥力,EDTA的存在几乎不会造成HFO-D001中铁的溶出.同时,考察了Cu2＋、Ni2＋等离子共存时EDTA对HFO-D001中Fe（Ⅲ）溶出性能影响,发现Cu2＋、Ni2＋等共存阳离子（0~2 mgL-1）在一定程度上抑制了 HFO-D001中Fe（Ⅲ）的溶出.

纸基显色分析法测定白酒中硫离子的含量——推荐一个分析化学综合设计性实验

介绍一个由科研成果转化的分析化学综合设计性实验——纸基显色分析法测定白酒中硫离子的含量。硫离子与作为过氧化物模拟酶的四磺基酞菁铁(Fe(Ⅲ)TSPc)在酞菁环平面的轴向位置与中心铁原子配位,能进一步促进过氧链的断裂及高活性中间体高价铁氧正离子自由基的生成,导致3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)氧化产物在纸基上显色加深。利用颜色强度与硫离子含量的关系,可实现对硫离子简单、快速、实时、可靠的检测。本实验综合运用化学、光学、计算机软件等技术,对实验室硬件要求低,易于推广,且实验操作难度适中,内容新颖,综合性强,有利于培养学生实验知识灵活运用的能力。