皮胶原纤维固载Zr(Ⅳ)对水体中染料的吸附

制备皮胶原纤维固载Zr(Ⅳ)吸附剂(ZLCF),考察其对水体中染料的吸附作用.研究表明,在pH=3—9的范围,ZLCF对阴离子型染料酸性嫩黄G、直接黄R和活性艳蓝KN-R有明显的吸附作用,且在pH=3时出现最大吸附,但ZLCF对阳离子型染料阳离子桃红FG难以产生有效的吸附作用.0.12g的ZLCF对100mL染料初始浓度为100mg/L的酸性嫩黄G、直接黄R和活性艳蓝KN-R的去除率分别达85.6%、95.9%和99.5%.吸附平衡符合Langmuir方程,说明三种阴离子型染料在ZLCF表面形成了单分子层吸附.在pH=3和303K的条件下,ZLCF对酸性嫩黄G、直接黄R和活性艳蓝KN-R的最大吸附容量分别为493.2mg/g、420.7mg/g和369.1mg/g.在293K—313K范围内,温度变化对活性艳蓝KN-R的吸附影响不明显;但酸性嫩黄G的吸附随温度的升高逐渐减少,是放热、熵减、可自发进行的过程;而直接黄R的吸附随温度的升高逐渐增加,是吸热、熵增,亦可自发进行的过程.进一步研究表明,ZLCF对三种阴离子型染料的吸附动力学符合拟二级速度方程,由此推测吸附主要由化学机理控制.

壳聚糖-Zr(Ⅳ)配合物的制备及催化氧化降解的研究

对壳聚糖进行液态均相配合反应制得壳聚糖-Zr(Ⅳ)配合物,通过AMF,IR,XRD及XPS等检测证实了壳聚糖与锆离子之间配位键的存在,且显示壳聚糖在形成配位结构后存在有利于降解的优势构象。以H2O2对壳聚糖-Zr(Ⅳ)配合物及壳聚糖进行氧化降解,探讨相同条件下粘度的变化及降解产物的分子量分布。结果表明,壳聚糖-Zr(Ⅳ)配合物的降解速度明显高于壳聚糖,降解产物分子量分布较壳聚糖直接降解窄,进一步证明壳聚糖-Zr(Ⅳ)配合物中存在有利于降解的优势结构。

乙异羟肟酸与Zr(Ⅳ),UO_2^(2+)配合物稳定常数的测定

对乙异羟肟酸(AHA)与Zr(Ⅳ),UO22+的配位行为进行了初步研究,测定了AHA与Zr(Ⅳ),UO22+配合物的稳定常数。结果表明,在HCl O4体系中,AHA与Zr(Ⅳ),UO22+分别发生三、二级配位,其稳定常数分别为:β1(Zr(Ⅳ))=(6.7±0.1)×1013,β2(Zr(Ⅳ))=(1.8±0.1)×1025,β3(Zr(Ⅳ))=(3.8±0.3)×1035;β(UO2+)=(8.6±0.4)×107,β(UO2+)=(3.8±0.1)×1014。

胶原固载Zr(Ⅳ)亲和吸附材料的制备及其对牛血清蛋白的吸附特性

将Zr（Ⅳ）固载在胶原上，制备了亲和吸附材料（Col-Zr），并以牛血清蛋白（BSA）为模型物，研究了该吸附材料对蛋白质的吸附特性。结果表明：每克胶原可以固载100mg Zr（Ⅳ），被固载的Zr（Ⅳ）在pH值3．0～10．0范围内不会溶解脱落；pH值对Col-Zr吸附BSA有较大的影响，当pH值5.0、BSA的初始质量浓度为2．0g／L时，吸附容量高达550mg／g；吸附平衡符合Langmuir方程，升高温度吸附量增加，表明其属于化学吸附过程；吸附动力学可用拟二级速率方程来描述，由拟二级速率方程计算所得到的平衡吸附量与实测的平衡吸附量非常吻合。

锆基MOFs材料Zr-CAU-24对Th(Ⅳ)和Ce(Ⅳ)的吸附性能研究

本文采用溶剂热法合成了微孔结构的锆基金属-有机框架(MOFs)材料Zr-CAU-24,该材料比表面积为1610 m 2/g。对所合成的Zr-CAU-24进行了热重分析(TGA)和辐照稳定性测试,考察了接触时间、初始pH值等对Zr-CAU-24对Th(Ⅳ)和Ce(Ⅳ)吸附性能的影响,并探讨了Zr-CAU-24对Th(Ⅳ)和Ce(Ⅳ)吸附过程的动力学和热力学。结果表明:Zr-CAU-24具有良好的热稳定性和辐照稳定性;准二级动力学模型为Th(Ⅳ)和Ce(Ⅳ)在Zr-CAU-24上的吸附过程提供了很好的解释,即该过程为化学吸附过程;Zr-CAU-24活性位点分布均匀,为单层吸附;混合金属离子溶液吸附研究发现,Zr-CAU-24对Th(Ⅳ)和Ce(Ⅳ)具有吸附选择性。

聚乙烯吡咯啉酮/盐液-固体系分离Zr(Ⅳ)- Cu(Ⅱ)、Bi(Ⅲ)- Sc(Ⅲ)的萃取机理探讨

质量浓度 2 0 %的聚乙烯吡咯啉酮 (PVP)水溶液与 1.5 15 m ol· L- 1硫酸铵混合 ,能形成聚合物固相和盐水相 .研究了溴邻苯三酚红 (BPR)及其与 Zr( )、Cu( )、Bi( )、Sc( )形成的螯合物在两相的分配行为 .该相系借 BPR作萃取剂在 p H1.5 0和 2 .5 0的萃取酸度下分别实现了 Zr( ) - Cu( )和 Bi( ) - Sc( )的定量萃取分离 .采用连续变化法测定了 BPR螯合物的摩尔比 ,并探讨了 PVP固相萃取的机理 .

酰胺类荚醚从HNO_3体系中萃取Zr(Ⅳ)的研究

The extraction of Zr(Ⅳ) from nitric acid solution with amido polands PAⅡ、PAⅤ [1] was studied.The effects of the concentration of Zr(Ⅳ) and HNO 3,salting out agent(NaNO 3) and extractant on the distribution ratios were observed,the results show that the extractant PAⅡ is satisfactory for the extraction of Zr(Ⅳ) but there appears a serious emergence of third phase when the concentration of salting out agent and the rate of the concentration of the extractant/Zr(Ⅳ) is over some range and PAⅤ is of disadvantage on the extraction of Zr(Ⅳ).

Zr(Ⅳ)改性壳聚糖小球对F^-的吸附性能研究

制备了Zr(Ⅳ)改性壳聚糖小球(ZrCh),并采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)进行分析,同时考察pH、共存阴离子对ZrCh吸附F^-的影响。结果表明:(1)通过对ZrCh的FTIR和XRD分析,证明了Zr(Ⅳ)参与了吸附F^-过程。(2)中、碱性条件下有利于ZrCh对F^-的吸附。ZrCh对F^-的吸附速率较快,在60min内达到吸附平衡。20℃时,F^-平衡质量浓度为1mg/L的平衡吸附量达到6.5mg/g,而实际最大吸附量达到15mg/g以上。(3)ZrCh对F^-的吸附用拟二级动力学方程、Langmuir方程能很好地描述。ZrCh对F^-的吸附过程是物理吸附过程,其吸附主要是由壳聚糖骨架上的Zr(Ⅳ)对F^-的静电引力和OH-与F^-的离子交换完成。

pH电位滴定法测定Zr(Ⅳ)-羟基脲配合物表观稳定常数

羟基脲(HU)在PUREX流程可作为还原剂和配位剂,其与乏燃料溶解液中重要裂片元素Zr(Ⅳ)的配位作用可提高PUREX流程对Zr的净化水平。本工作对硝酸体系中Zr(Ⅳ)与HU的配位作用进行了初步研究。通过等摩尔连续变化法(又称Job’s法)得到0.3 mol/L HNO_(3)下,Zr(Ⅳ)和HU的配位摩尔比为1∶8,结合半整数法算出Zr(Ⅳ)-HU的表观稳定常数为lg K_(1)≈1.59、lg K_(2)≈1.75、lg K_(3)≈1.88、lg K_(4)≈1.98、lg K_(5)≈2.09、lg K_(6)≈2.27、lg K_(7)≈2.51、lg K_(8)≈3.01。1.0 mol/L HNO_(3)下,Zr(Ⅳ)和HU配位摩尔比为1∶4,表观稳定常数为lg K_(1)≈2.33、lg K_(2)≈2.51、lg K_(3)≈2.78、lg K_(4)≈3.31。3.0 mol/L HNO_(3)下,Zr(Ⅳ)和HU配位摩尔比为1∶2,表观稳定常数为lg K_(1)≈2.69、lg K_(2)≈2.79。

硅基HDEHP吸附剂对硝酸体系中Zr(Ⅳ)的吸附

以多孔二氧化硅聚合物颗粒为载体,采用真空灌注法合成了一种复合型硅基吸附剂HDEHP/SiO_2-P(二(2-乙基己基)磷酸酯,di-2-ethylhexylphosphoric acid,HDEHP),用于吸附硝酸体系中的Zr(Ⅳ)。通过扫描电子显微镜(SEM)、差热-热重分析(TG-DTA)等手段对吸附剂进行了表征。研究了硝酸体系下,吸附剂对Zr(Ⅳ)的吸附选择性以及时间、温度对吸附性能的影响。结果表明:该吸附剂在一定酸度范围内对Zr(Ⅳ)有良好的吸附选择性;吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附平衡时间为15h;吸附等温线符合Langmuir吸附等温线模型;该吸附剂对Zr(Ⅳ)的吸附容量随温度升高而提高,298K时的吸附容量为0.456 mmol/g。HDEHP/SiO_2-P在吸附Zr(Ⅳ)后,用草酸溶液可以有效地将Zr(Ⅳ)解吸下来,解吸率达到98%,解吸的平衡时间在1h以内。

二甲酚橙-锆(Ⅳ)配合物光度法测定蛋白质

在酸性溶液中，蛋白质与二甲酚橙-锆（Ⅳ）配合物能够相互作用形成超分子复合物，其最大吸收波长较二甲酚橙锆（Ⅳ）配合物红移了50nm。在实验选定最佳条件下，600nm波长处的吸光度与牛血清白蛋白（BSA）、人血清白蛋白（HAS）均在0．2～16μg／mL范围内呈线性关系，相对标准偏差为0．83％（n=7），检出限为0．1mg／L。该法灵敏度高，选择性好，用于人血清总蛋白含量的测定，结果满意。

胶原纤维固载锆(Ⅳ)对含氟、磷废水中磷的去除

将Zr(Ⅳ)固载在胶原纤维上制备吸附材料,研究了该吸附材料对模拟含氟、磷废水中磷酸根的吸附规律,并研究了吸附剂用量、pH值、含磷浓度对磷酸根去除率的影响。结果表明,当温度为303 K,溶液中磷酸根浓度为62．0 mg／L、氟离子浓度为133．0 mgF／L时,胶原纤维固载Zr(Ⅳ)(ZrICF)对磷酸根的平衡吸附量为33．45 mgP／g。ZrICF对磷酸根的吸附等温线符合Langmuir方程,吸附动力学符合拟二级速度方程。在优化实验条件下, ZrICF对磷酸根的去除率可达99．9％以上,同时对氟离子也有较大程度的去除。

蓝光锆(Ⅳ)配合物的合成及光致发光性能研究

合成了一系列蓝光锆(Ⅳ)配合物[Zr(NN)(DBM)3]Cl(DBM=二苯甲酰基甲烷,NN=1,10-邻菲罗啉1;2,9-二甲基-1,10-邻菲罗啉2;4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶3;1-乙基-2-(1-萘基)-1H-咪唑-4,5-f-1,10-邻菲罗啉4),以波长为355 nm的紫外光激发,4个配合物的最大发射峰均位于445 nm左右,半峰宽只有36~45 nm。在相同的测试条件下,配合物1的蓝光发射强度最大,量子效率最高,其原因是结构刚性强,能够有效地减少非辐射跃迁造成的能量损失。而且,配合物1~3的热稳定性很好,分解温度均在200℃以上,可以用于制作有机发光器件,不会在器件的制作过程中发生分解。

胶原纤维负载锆(Ⅳ)吸附剂的制备及其吸附水中氟离子的研究

以胶原纤维为基质负载Zr（Ⅳ）制备新型吸附剂（ZrCF），考察了Zr4＋浓度对制备吸附材料的影响，并探讨了该纤维材料对高氟地下水中氟离子的富集作用和对含氟废水深度处理的吸附作用。结果表明：制备ZrCF适宜的Zr4＋浓度是6．67mmoL／g，适宜的吸附pH值范围是4．0～9．0，0．05g的吸附剂对于氟离子质量浓度为5mg／L的地下水连续使用3次后达饱和，而对于0．05mg/L地下水可以连续使用9次。动态处理的富集作用优于静态分批次使用的效果．当处理水量与吸附剂体积比小于162．5时，1．0g的ZrCF对一级处理后的工业废水进行深度处理可以使出水溶液中的氟离子浓度降至国家工业排放标准限度以下。

硅胶对锆钚(Ⅳ)吸附的研究

为了去除乏燃料溶解液和高放废液中的Zr,研究了酸性条件下硅胶对Zr的静态吸附和对Zr,Pu的动态吸附。研究结果表明,在25℃和1 mol/L HNO3时,硅胶对Zr的静态吸附容量约为0.225 mmol/g,随着料液酸度的降低、硅胶粒度的减小、Zr浓度及固液比的升高,硅胶吸附Zr的能力增大;在4 mol/L HNO3溶液中,硅胶吸附Zr而几乎不吸附Pu(Ⅳ),因此可用硅胶吸附法使Zr与Pu(Ⅳ)分离。用2个柱体积的0.2 mol/L H2C2O4可将吸附在硅胶上的Zr解吸下来,洗脱率可达99.2%。硅胶再次吸附Zr时,吸附性能曲线和吸附容量均无明显变化,硅胶可重复使用。

胶原纤维固载Zr(IV)对水体中苯羧酸的去除

目的用胶原材料去除水体中的苯甲酸(BA)和邻苯二甲酸(o-PA)。方法制备胶原纤维固载Zr(IV)材料(ZLCF),研究溶液的pH值和氯化钠离子强度以及ZLCF中Zr(IV)固载量对其去除BA和o-PA的影响。结果在较宽的pH范围内,ZLCF对水体中的BA和o-PA有明显的去除作用,且最大去除量(>0.3mmol/g)出现在pH3～5的范围。氯化钠离子强度对去除作用有一定影响,但在100mmol/L的氯化钠浓度下,ZLCF对BA和o-PA仍有相当大的去除量(>0.25mmol/g)。对BA和o-PA的去除作用与胶原纤维上的固载Zr(IV)以及其固载量密切相关。结论ZLCF对BA和o-PA的有效去除表明成本低廉的胶原材料在有机废水处理方面可能有潜在的应用。

乙羟肟酸消除Zr界面污物的研究

研究在模拟高放废液中加入乙羟肟酸(AHA)以消除酰胺荚醚(TBOPDA)萃取模拟高放废液过程中的界面污物。萃取实验结果表明:在模拟高放废液中加入AHA可显著降低Zr(Ⅳ)在两相中的分配比,此时,Pu(Ⅳ)的分配比仍足够大,它不影响TBOPDA对Pu(Ⅳ)的回收。反萃实验表明:在所研究的反萃条件下,1级反萃即可有效反萃TBOPDA有机相中的Zr(Ⅳ);3次错流反萃可有效反萃TBOPDA有机相中的Pu(Ⅳ);反萃液中加入AHA对Am(Ⅲ)的累计反萃率影响很小;提高反萃液的酸度可抑制TBOPDA有机相中Am(Ⅲ)的反萃。

HNO_3-TBP/OK体系中锆、锝共萃取行为的研究

测定了不同锆、锝浓度和不同硝酸浓度下,Zr(Ⅳ),TcO-4在HNO3 30%TBP/OK中的分配比。实验结果表明,TcO-4不仅以阴离子形式与锆配位形成共萃,而且还可以促进锆的萃取,溶液中存在明显的相互促进被萃取现象。

铀纯化循环中乙异羟肟酸净化锆的研究

为了考察Purex流程铀纯化循环采用乙异羟肟酸(AHA)纯化铀时锆的净化效果,进行了模拟2D槽萃取段和洗涤段条件下锆的单级分配实验以及模拟2D槽工艺的试管串级实验。单级实验结果表明,增大AHA浓度或降低洗涤酸度都有利于降低锆的分配比;对含铀体系,当磷酸二丁酯(HDBP)的浓度低于0.1 mol/L时,基本不影响锆的净化效果。在以0.2 mol/L AHA-0.5 mol/L HNO3为洗涤液,第8级进料、8级萃取、8级洗涤,流比(2DF/2DX/2DS)为1∶0.48∶0.06工艺条件下进行了2次2D槽串级实验,结果表明,铀中锆的净化系数分别为3.2×104,4.3×104。

硅胶吸附去除高放废液中的锆

实验研究硅胶对硝酸体系中Zr、Pu(Ⅳ)的静态吸附和动态吸附行为。在1.0-4.0 mol/L HNO3中,硅胶对Zr的静态吸附容量(以干硅胶计)约为20 mg/g,对Pu(Ⅳ)的吸附分配系数为0.7-1.4 mL/g。随着料液酸度的降低,硅胶对Zr、Pu的吸附增加。动态吸附实验结果表明,进料酸度为2.0 mol/LHNO3时,硅胶吸附柱的工作容量约为3.5倍柱体积。使用2 mol/L HNO3淋洗液可将吸附Zr、Pu后的硅胶柱中的部分Zr、Pu洗脱,但洗脱不完全。用2倍柱体积的0.2 mol/L H2C2O4可将硅胶吸附的Zr、Pu解吸下来。硅胶柱用0.2 mol/L H2C2O4解吸后复用6次,Zr的穿透曲线位置相同。