C50混凝土的制备及其对Cs^(+)、Ni^(2+)的吸附性能研究

为研究处置库屏障材料混凝土对放射性核素的阻滞能力,制备了C50混凝土材料并研究其对放射性核素的吸附能力。发现屏障材料C50混凝土主要由含钙和铝的硅酸盐矿物组成,其在微观尺度下呈现不规则多面体与板层结构,比表面积为2.786 m^(2)·g^(-1),且具有较强的非定形特征。通过吸附试验,发现实验条件下C50混凝土对Cs^(+)、Ni^(2+)具有较好的吸附能力,达到平衡后对Cs^(+)的K_(d)值达到19.400 L·mg^(-1),吸附容量达到0.316 mg·g^(-1);吸附Ni^(2+)的K_(d)值达到465.142 L·mg^(-1),吸附容量达到96.375 mg·g^(-1)。随着Cs^(+)、Ni^(2+)初始浓度的增大,C50混凝土对Cs^(+)的K_(d)值逐渐减小后趋于稳定,对Ni^(2+)的K_(d)值逐渐减小后稳定增大,吸附容量均逐渐增大。通过环境因素影响试验,发现实验条件下pH对C50混凝土吸附Cs^(+)的影响相对较小,C50混凝土对Ni^(2+)的能力随着pH上升而增大。不同离子对Cs^(+)抑制作用由大到小的顺序依次为:K^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、SO_(4)^(2-)、Cl^(-)、NO_(3)^(-),随着温度的升高,C50混凝土对Cs^(+)的吸附能力缓慢减小;对Ni^(2+)抑制作用从大到小的顺序依次为:Mg^(2+)、Ca^(2+)、SO_(4)^(2-)、CO_(3)^(2-)。Ni^(2+)的吸附能力随着温度上升缓慢增大。研究结果可为处置库的建设提供基础数据支持。

Al/Ga离子替换提升Ni^(2+)掺杂尖晶石结构MgAl_(x)Ga_(2-x)O_(4)近红外二区发光特性

近红外荧光转换发光二极管(pc-LED)在成像和检测领域的快速发展突显了对近红外二区(NIR-Ⅱ区)发光材料的迫切需求。然而,商用紫外LED芯片激发的高效NIR-Ⅱ荧光材料匮乏,制约了近红外光谱技术的应用。本文通过高温固相法成功制备了MgAl_(x)Ga_(2-x)O_(4)∶Ni^(2+)荧光材料,该材料的激发波长为390 nm,发射峰位于1300 nm,覆盖了NIR-Ⅱ区域。半高宽约为220 nm的超宽带NIR发射是由于Ni^(2+)处于一个弱晶体场环境中,这种环境是由于MgAl_(x)Ga_(2-x)O_(4)基体中[(Al/Ga)O_(6)]八面体中心周围的高电荷极化导致的空间不对称畸变造成的。通过改变体系中Al^(3+)与Ga^(3+)的离子比例,将NIR-Ⅱ区的发射强度大大提高,发光强度提升为原来的9倍左右。着重研究了Ni^(2+)掺杂最优比例MgAl_(1.5)Ga_(0.5)O_(4)的光谱特性。探讨了体系的温度特性,使用掺Ni^(2+)的近红外荧光粉和商业高效紫外LED芯片(@395 nm)构建了NIR pc-LED,研究表明该材料体系可能在pc-LED光谱技术中展现出较大潜力。这种阳离子调制策略将给近红外发光材料的性能提升提供有效的方法。

Self-assembled S-scheme In_(2.77)S_(4)/K^(+)-doped g-C_(3)N_(4)photocatalyst with selective O_(2) reduction pathway for efficient H_(2)O_(2) production using water and air

The development of an efficient artificial H_(2)O_(2) photosynthesis system is a challenging work using H_(2)O and O_(2) as starting materials.Herein,3D In_(2.77)S_(4) nanoflower precursor was in-situ deposited on K^(+)-doped g-C_(3)N_(4)(KCN)nanosheets using a solvothermal method,then In_(2.77)S_(4)/KCN(IS/KCN)het-erojunction with an intimate interface was obtained after a calcination process.The investigation shows that the photocatalytic H_(2)O_(2) production rate of 50IS/KCN can reach up to 1.36 mmol g^(-1)h^(-1)without any sacrificial reagents under visible light irradiation,which is 9.2 times and 4.1 times higher than that of KCN and In_(2.77)S_(4)/respectively.The enhanced activity of the above composite can be mainly attributed to the S-scheme charge transfer route between KCN and In_(2.77)S_(4) according to density functional theory calculations,electron paramagnetic resonance and free radical capture tests,leading to an expanded light response range and rapid charge separation at their interface,as well as preserving the active electrons and holes for H_(2)O_(2) production.Besides,the unique 3D nanostructure and surface hydrophobicity of IS/KCN facilitate the diffusion and transportation of O_(2) around the active centers,the energy barriers of O_(2) protonation and H_(2)O_(2) desorption steps are ef-fectively reduced over the composite.In addition,this system also exhibits excellent light harvesting ability and stability.This work provides a potential strategy to explore a sustainable H_(2)O_(2) photo-synthesis pathway through the design of heterojunctions with intimate interfaces and desired reac-tion thermodynamics and kinetics.

蓝光激发的KMgF_(3)∶Cr^(3+)/Ni^(2+)基透明微晶玻璃超宽带近红外发光

近红外光谱技术在食品科学、信息安全、生物医疗等重大国计民生领域的应用对近红外光源提出了越来越高的要求。研发具有高效超宽带发射的近红外光源因此成为一项重要且迫切的研究课题。本文采用熔融淬火法在氟硅酸盐玻璃体系SiO_(2)-K_(2)CO_(3)-KF·2H_(2)O-MgF_(2)中成功析出了钙钛矿型KMgF_(3)纳米晶体。通过改变玻璃组分和热处理温度可以调控氟化物纳米晶相的析出,得到析晶和透明度最佳的微晶玻璃样品。玻璃中KMgF_(3)纳米晶体为Cr^(3+)和Ni^(2+)提供了稳定的八面体配位和低声子能量发光环境,在450 nm蓝光激发下,基于Cr^(3+)到Ni^(2+)的能量传递实现了Cr^(3+)(700~1200 nm)和Ni^(2+)(1400~1700 nm)双宽带近红外发射,并且双宽带近红外发光强度随离子掺杂浓度而可调变化。荧光光谱和荧光衰减曲线表征证明了Cr^(3+)到Ni^(2+)的能量传递过程,对应的能量传递效率为52.2%,能量传递机制为电子偶极-四极相互作用。研究结果不仅可以为系统掌握透明光学材料的超宽带发光规律提供基础数据,同时有助于设计开发低成本、高效率的近红外宽带光源。

天然高分子吸附剂吸附水中的Cu^(2+)和Ni^(2+)

为了更有效地去除水中的Cu2+和Ni2+,采用壳聚糖、泥炭和海藻3种吸附剂对Cu2+和Ni2+进行吸附性能研究。考察了溶液pH、吸附时间、吸附剂的质量浓度和金属离子的质量浓度对Cu2+和Ni2+吸附率的影响。结果表明,采用壳聚糖作为吸附剂,pH为6,吸附剂的质量浓度为3 g/L,吸附时间120 min的条件下,对Cu2+的吸附效果最好,吸附率可达98%。采用泥炭为吸附剂在pH为6,吸附剂的质量浓度为1 g/L,吸附时间为120 min时,对Ni2+的吸附效果最好,吸附率达80%。

Cd^2＋和Ni^2＋在粉煤灰上的吸附特性

考察了粉煤灰对Cd2+和Ni2+的单组分吸附和双组分吸附性能。结果表明,粉煤灰可有效吸附水溶液中的Cd2+和Ni2+,去除率随pH升高而增加。吸附约60 min后趋于平衡。粉煤灰对Ni2+的吸附容量高于Cd2+。单组分吸附平衡符合Freundlich模型和Redlich-Peterson(R-P)模型。双组分吸附时,Ni2+和Cd2+之间存在明显的竞争吸附效应;随干扰离子浓度升高,竞争吸附效应增强。不同模型拟合结果表明,双组分吸附平衡符合Freundlich竞争吸附模型。脱附实验表明,Cd2+比Ni2+易于脱附;0.1 mol/L HCl、0.1 mol/L HNO和0.05 mol/L HSO的脱附效果接近,对Cd2+脱附率>60%,对Ni2+脱附率>35%。

多巴胺在dsDNA/Ni^(2+)/聚邻氨基酚修饰碳糊电极上的伏安行为

The Ni 2+/poly（o-aminophenol）electropolymerization was carried out by a continuous cyclic voltammetric scanning at a carbon paste electrode in a mixture of 0.02 mol/L o-aminophenol,0.3 mol/L NiSO 4 and 0.6 mol/L HClO 4.dsDNA was linked to the conducting polymer via three-dimensional structure of polymer film and electrostatic attraction between the negatively charged phosphate backbone of DNA and Ni 2+ ion.The results were testified by the electrochemical methods by using Co（phen）2+3 as an electrochemical indicator.The currents of redox peaks of Co（phen）2+3 increased after immobilizing dsDNA.The conditions for the preparation of Ni 2+/P-OAP/CPE and DNA immobilization were optimized.The voltammetric behavior of dopamine was investigated at the modified electrode.It was found that the modified electrode exhibited a highly electrocatalytic activity toward dopamine oxidation.Differential pulse voltammetry was used for determination of dopamine in pH 5.1 phosphate buffer solution.A linear response of the peak current versus the concentration was found in the range from 5.0×10-6 to 2.0×10-4mol/L with 1.0×10-2 mol/L AA（ascorbic acid）coexisting.The presence of a high concentration of AA did not interfere with the determination.The proposed method exhibits a good recovery and reproducibility.

固定化海洋微藻对污水中Ni^(2+)的吸附

采用海藻酸钠包埋小球藻和叉鞭金藻 ,制得含藻细胞的固定化胶球 ,用其对Ni2 + 进行生物吸附 ,研究了固定化小球藻和固定化叉鞭金藻对污水中Ni2 + 的吸附率。结果表明 :对于同一种固定化微藻 ,处于对数生长中期时对Ni2 + 吸附效果较好 ,且吸附过程主要在前 4h完成 ;Ni2 + 浓度越大 ,吸附率越高 ;固定化微藻比悬浮态微藻吸附率高 ;在相同的实验条件下 ,固定化小球藻比固定化叉鞭金藻吸附率高。

Ni^(2+)对不同发育阶段斜纹夜蛾虫体血淋巴能量物质的影响

研究了饲料中不同浓度的Ni2+(140mg/kg)对连续3个世代斜纹夜蛾Spodoptera litura Fabricius6龄末幼虫、蛹和成虫血淋巴中能量物质总糖、蛋白质和脂肪含量及血淋巴中热量值的影响。结果表明,Ni2+胁迫1个世代,6龄末幼虫、蛹和成虫血淋巴中的总糖含量均低于对照,而血淋巴中的蛋白质含量则在低浓度Ni2+胁迫下增高,在高浓度Ni2+胁迫下降低;只有受120mg/kg Ni2+胁迫的6龄末幼虫血淋巴的脂肪含量高于对照,而蛹和成虫血淋巴中的脂肪含量及热量值均低于对照。在Ni2+胁迫的第2、3代,6龄末幼虫、蛹和成虫血淋巴中的总糖、蛋白含量和热量值与饲料中Ni2+浓度的反应关系均表现为低浓度Ni2+胁迫增加而高浓度Ni2+胁迫降低的趋势;然而,血淋巴中的脂肪含量随饲料中Ni2+浓度的增加而降低。因此,重金属Ni2+对S.litura能量物质的影响与虫体内能量物质的种类和虫体的发育阶段有一定的关联。

城市剩余污泥制备活性炭吸附剂对Ni^(2+)的吸附研究

以城市污水处理厂剩余脱水污泥为原料,采用化学活化热解法制备了污泥活性炭吸附剂,对水溶液中的Ni2+进行去除,确定了最佳实验参数。实验结果表明,吸附时间为1 h、p H为7、吸附剂用量为6 g/L时,对含Ni2+废水(Ni2+质量浓度为50 mg/L)的平均去除率为29.132%,污泥活性炭吸附剂的平均吸附容量为2.428 mg/g。通过单因素实验得出吸附时间为80 min、溶液p H为7时,对溶液中的Ni2+有较好的去除效果。Ni2+在污泥活性炭吸附剂上的吸附比较符合伪二级吸附动力学方程,Langmuir等温方程更适合描述Ni2+在污泥活性炭吸附剂上的吸附行为。

Hg^2＋，Ni^2＋和Cu^2＋对嗜热四膜虫的急性及联合毒性效应

采用混合毒性指数法,研究了重金属离子Hg2+,Ni2+和Cu2+对嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)BF5的急性及联合毒性效应.急性毒性效应研究表明:Hg2+,Ni2+和Cu2+对嗜热四膜虫的毒性大小为Hg2+>Ni2+>Cu2+,且3种重金属离子的IC50值随时间的延长而变小.联合毒性效应研究表明:Hg2+与Cu2+,Hg2+与Ni2+,以及Hg2+,Ni2+和Cu2+三者共存,在毒性比为1∶1时,表现为先相加后协同作用;Hg2+与Cu2+在浓度比为1∶1时,表现为先拮抗后相加作用;Hg2+与Ni2+在浓度比为1∶1时,表现为先拮抗后独立作用;Ni2+与Cu2+在毒性比为1∶1时,表现为协同作用,在浓度比为1∶1时表现为相加作用;Hg2+,Ni2+和Cu2+三者共存,在浓度比为1∶1时,表现为拮抗作用.

天然斜发沸石吸附废水中Pb^(2+)、Cd^(2+)、Ni^(2+)、Zn^(2+)的试验研究

用山东潍坊涌泉天然斜发沸石对模拟含重金属离子Pb2+、Cd2+、Ni2+、Zn2+的废水分别进行了试验研究。结果表明,该地天然斜发沸石对废水中的Pb2+有较高的去除率,可以作为重金属离子Pb2+的吸附剂使用。

红麻纤维对Zn^(2+)、Cd^(2+)、Cu^(2+)、Ni^(2+)离子的吸附

测试了红麻纤维对 Zn2 +、Cd2 +、Cu2 +、Ni2 +的饱和吸附容量等 ,探讨了温度、时间、介质酸度对吸附性能的影响 .结果表明 :在一定条件下 ,红麻纤维对 Cu2 +、Cd2 +的吸附性能较好 ;对 Zn2 +的吸附性能一般 ,对Ni2 +的吸附性能较差 .

凹凸棒石对废水中Ni^(2+)吸附性能的研究

采用靖远凹凸棒石对废水中Ni2+离子的吸附性能进行了研究。确定了Ni2+离子的吸附平衡时间、最大吸附量对应的pH、最大吸附率对应的吸附剂用量,最大吸附量对应的Ni2+的初始浓度及吸附速率方程。实验结果显示,Ni2+离子浓度在100 mg/L下,吸附平衡时间为90 min,pH值在5~6时,凹凸棒石用量为0.8 g时吸附率达到最大值16.54 mg/g,速率方程为V=0.200 1C。

改性酒糟对电镀废水中Cr^(6+)、Ni^(2+)的吸附研究

酒糟采用1 mol/L硫酸和2 mol/L盐酸混合溶液(体积比1∶1)室温下改性6 h,冷冻干燥,进行FTIR表征,研究其对电镀废水中Cr^(6+)、Ni^(2+)吸附特性及作用机理。结果表明,经酸改性后酒糟有效官能团数目增多;对于初始浓度20 mg/L的Cr^(6+)、Ni^(2+)的溶液,在Cr^(6+)pH=5.0、Ni^(2+)pH=7.0,改性酒槽投加量30 g/L,在20℃吸附30 min时,改性酒糟吸附Cr^(6+)、Ni^(2+)的效果最好;准二级动力学方程很好的反映吸附过程;Langmuir方程能更好地描述改性酒糟对Cr^(6+)、Ni^(2+)的等温吸附。

人工神经网络流动注射分光光度法同时测定铜合金中的Fe^(2+)和Ni^(2+)

用人工神经网络处理铜合金流动注射的吸收光谱数据,对Fe2+和Ni2+含量同时进行了测定.通过对网络结构和参数的优化,提高了测定的准确性,Fe2+和Ni2+的浓度在一定范围内与峰高呈线性关系,实验结果令人满意.

Cr^(3+),Fe^(3+)和Ni^(2+)对不锈钢着色的影响

利用着色电位-时间曲线,研究了着色液中主要杂质离子(Cr3+,Fe3+,Ni2+)浓度对不锈钢着色效果的影响并讨论了着色液老化的主要原因。试验发现:当着色液中Cr3+由0g/L增加到45g/L,Fe3+由0g/L增加到30g/L,Ni2+由0g/L增加到8g/L时,分别使着色起色电位升高约35.0,6.5,7.0mV;着色时间延长约20,10,12min;着色膜光亮度降低约10.0%,1.5%,20.0%。研究表明:着色液中杂质离子浓度的增大对不锈钢着色效果有显著影响,是导致着色液老化的主要原因;其中,ρ(Cr3+)影响最大,ρ(Ni2+)次之,ρ(Fe3+)相对较小;且当ρ(Cr3+)增加到45g/L,或ρ(Fe3+)增加到30g/L,或ρ(Ni2+)增加到8g/L时,着色液均不再适合继续着色。

Ni^(2+)/TiO_2介孔材料光催化降解造纸废水影响因素的研究

溶胶-凝胶法合成了不同Ni掺杂量的Ni2+/TiO2介孔复合材料。用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、红外(FT-IR)光谱和N2吸附脱附等对产物结构进行了表征。考察了Ni掺杂量、催化剂的用量、初始pH、外加氧化剂等因素对光催化降解造纸废水的影响。结果表明:Ni2+/TiO2介孔复合材料光催化降解造纸废水的最佳反应条件为:Ni掺杂量为2%、催化剂用量1.5g/L、初始pH=4、通氧;光照4 h后,废水色度去除率达100%;12 h后,废水CODCr去除率达到83.4%。

Mycobacterium phlei菌对重金属Pb^(2+),Zn^(2+),Ni^(2+),Cu^(2+)的吸附规律

研究了Mycobacteriumphlei菌株分别对水相中重金属离子Pb2+,Zn2+,Ni2+,Cu2+的吸附规律·结果表明,Mycobacteriumphlei菌株对水相中的这四种重金属离子均有一定的吸附作用;吸附过程均在10min内就达到平衡;pH对吸附过程影响较大,在pH=3 0～4 0时,Mycobacteriumphlei菌对这四种金属离子吸附效果最好;温度升高对Pb2+,Ni2+和Cu2+的吸附过程不利,但Mycobacteriumphlei菌对Zn2+的吸附则是一个吸热过程·重金属离子在Mycobacteriumphlei菌上的吸附的选择性大小的顺序为:Pb2+>Zn2+>Cu2+>Ni2+·

双功能化SBA-15的制备及对水中Ni^(2+)的吸附行为

分别以硅烷偶联剂和EDTA-2Na为改性剂,采用后嫁接法,制备出双功能化介孔二氧化硅SBA-15。利用傅里叶红外光谱仪、N2吸附-脱附对样品结构进行了表征,并讨论了吸附热力学特性、吸附动力学特性及吸附等温特性。结果表明,双功能化SBA-15吸附水中Ni 2+时在180min内可以达到吸附平衡,吸附过程为化学吸附与物理吸附共存的过程,吸附过程符合拟二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir模型,基于Langmuir模型计算得出35℃时最大吸附量为31.25mg·g-1。