Transport of Indium, Gallium and Thallium Metal Ions Through Chromatographic Fiber Supported Solid Membrane in Acetylacetone Containing Mixed Solvents

The transport of metal ions of indium, gallium and thallium from source solution to receiving phase through the chromatographic fiber supported solid membrane in the acetylacetone （HAA） containing mixed solvent system has been explored. The fibers supported solid membranes were prepared with chemical synthesis from cellulose fibers and citric acid with the carboxylic acid ion exchange groups introduced. The experimental variables, such as concentration of metal ions （10^-2 to 10^-4 mol.L^-1） in the source solution, mixed solvent composition [for exampl, e, acetylacetone, （2,4-pentanedione）, （HAA） 20% （by volume）, 1,4-dioxane 10% to 60% and HC1 0.25 to 2 mol.L^-1] in the receiving phase and stirring speed （50-130 r.min ） of the bulk source and receiving phase, were explored. The efficiency of mixed solvents for the transport of metal ions from the source to receiving phase through the fiber supported solid membrane was evaluated. The combined ion exchange solvent extraction （CIESE） was observed effective for the selective transport of thallium, indium and gallium metal ions through fiber supported solid membrane in mixed solvents. The oxonium salt formation in the receiving phase enhances thallium, indium and gallium metal ion transport through solid membrane phase. The selective transport of thallium metal ions from source phase was observed from indium and gallium metal ions in the presence of hydrochloric acid in organic solvents in receiving phase. The separation of thallium metal ions from the binary mixtures of Be（II）, Ti（IV）, AI（III） Ca（II）, Mg（II）, K （I）, La（III） and Y（III） was carried out in the mixed solvent system using cellulose fiber supported solid membrane.

Enhanced Pervaporative Separation of Thiophene/n-Heptane Using Metal Loaded PEBAX/PAN Membranes

The mass transfer of thiophene through pervaporation（PV） membranes could be facilitated by certain transitional metal ions like Ag+, Mn2+, and Cr3+ thanks to their p complexation with thiophene. In this study, Ag+, Mn2+, and Cr3+ ions were loaded onto the polyether block amide（PEBAX）/PAN composite membranes and were tested on the performance for separation of thiophene/n-heptane mixture. Pervaporation test results showed that the pervaporative separation index increased significantly to 73.1%, 75.5%, and 97.2% at 30 oC for the Ag+-, Mn2+-, Cr3+-loaded PEBAX membranes, respectively,as compared to the pristine PEBAX/PAN composite membrane.

Metal Ions Impact on <i>Shewanella Oneidensis</i>MR-1 Adhesion to ITO Electrode and the Enhancement of Current Output

The goal of this study is to enhance the efficiency of bacterial extracellular electron transfer (EET) in Shewanella oneidensis MR-1 by enhancing adhesion to the electrode surface. Our results clearly show a major difference in attachment and behavior of S. oneidensis MR-1 for Ca2+, Pb2+, Cd2+, and Mg2+ compared to the control. The final microbial coverage, as measured by confocal microscopy and cathodic peak charge in cyclic voltammetry (Qpc), increases with increasing metal ion concentrations. We found the cells attached to the electrode increased more with the addition of metal ion concentrations in the following order of metals: Ca2+ > Pb2+ > Cd2+ > Mg2+ compared to the control. The effect of metal ions on metabolism of the bacteria was tested by the riboflavin production and glucose consumption. Metabolic activity mirrored the same order of the activity as the electrochemical results.

乙二胺螯合树脂对Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能研究

采用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)将甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝到氯甲基化聚苯乙烯树脂(PS-CH2Cl)表面,再经环氧基和氨基的开环反应,制备了一种乙二胺螯合树脂(PEDA-g-PS)。采用红外光谱、扫描电镜和元素分析对树脂进行了表征,考查了树脂对Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能。通过分析溶液pH对吸附容量的影响、吸附等温线和吸附动力学曲线,证明Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在PEDA-g-PS树脂上的吸附属于Langmuir单层吸附模型,符合准二级动力学方程。pH3.0时,树脂对Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的最大吸附量可达1.19和1.95 mmol/g,经过10次吸附-解吸循环实验,树脂的吸附容量无显著变化,表明树脂对重金属离子具有优异的吸附性能以及优良的重复使用性能。

小五台山华北落叶松林水化学特征及金属离子流转

为了研究小五台山山涧口流域华北落叶松Larix gmelinii var.principis-rupprechtii林水化学特征及金属离子流转情况,收集华北落叶松林生长初期、生长中期、生长后期的降雨及再分配过程(穿透水、树干径流、枯落物渗透水、坡面径流)水样,并测定及分析水量、pH值和Ca^(2+)、Mg^(2+)、K^(+)、Na^(+)、Zn^(2+)、Mn^(2+)、Fe^(2+)、Cu^(2+)的质量浓度。结果表明:(1)生长初期:穿透水和树干径流中Mg^(2+)、Mn^(2+)、Na^(+)、Ca^(2+)、Fe^(2+)质量浓度在3个生长阶段最高;枯落物渗透水及坡面径流中K^(+)、Na^(+)、Mg^(2+)、Zn^(2+)、Mn^(2+)质量浓度在3个生长阶段最高;再分配过程中Ca^(2+)、Mg^(2+)、K^(+)、Na^(+)、Zn^(2+)、Mn^(2+)、Fe^(2+)表现为淋溶流失。生长中期:再分配过程中Ca^(2+)、Mn^(2+)、Cu^(2+)表现为淋溶流失,Mg^(2+)、K^(+)被吸附,Na^(+)、Zn^(2+)、Fe^(2+)表现不一。生长后期:穿透水及树干径流中Zn^(2+)质量浓度在3个生长阶段最高;再分配过程中Ca^(2+)、Mg^(2+)、Zn^(2+)、Mn^(2+)、Fe^(2+)表现为淋溶流失,Na^(+)、Cu^(2+)被吸附,K^(+)表现不一。各再分配过程Cu^(2+)质量浓度排序为生长后期>生长中期>生长初期。(2)除生长中期的穿透水、坡面径流及生长后期坡面径流pH值>7外,其它再分配过程pH值<7。(3)落叶松人工林截留近95%的降雨,林地枯落物截留金属离子量远高于冠层截留量及输入土壤的总量。

一种实现锂均匀沉积的金属-有机框架材料

在锂金属电池内部锂负极表面,不均匀的离子分布和锂沉积会导致自由无序状锂枝晶生长,枝晶尖端刺穿隔膜,电池的性能快速降低,最终导致电池短路失效。为了解决枝晶生长问题,实现均匀锂沉积和电池长循环性能,本工作引入了一种具有吸附阴离子能力的金属-有机框架结构材料,即ZIF-8(沸石咪唑框架8号),作为电解液的添加剂,对锂金属电池内部锂负极表面离子传输进行调控。最终实现了在3 mA·cm^(-2)电流密度和3 mAh·cm^(-2)面内容量测试条件下,长于400 h的锂对称电池长循环性能,该性能远远超过同样测试条件下的未改性锂对称电池性能(150 h),证明了金属有机框架材料ZIF-8具有调控负极表面离子分布和实现锂金属电池锂均匀沉积的特性。

金属纳米颗粒在水环境中的食物链传递:转化行为的影响与重要性

近20年来,金属纳米颗粒(metal-based engineered nanoparticles,MNPs)因其优越的性能在诸如个人护理品、运动器材以及电子产品等消费品中的使用日益增加,将不可避免在生产或使用过程中释放到水环境中去,通过直接吸收或营养传递等方式被水生生物摄入并纳入食物网中,进而传递到更高级的生物甚至人类体内,对生物健康造成威胁。然而,MNPs在水环境以及生物体内的转化行为显著影响了其生物富集和食物链传递过程,若不考虑转化行为在传递过程中的贡献,将极大降低预测MNPs环境风险的准确度。本文在系统综述MNPs在水环境中的食物链传递研究进展的同时,讨论了影响其在水生食物链间传递的影响因素,着重分析了MNPs在环境中的转化行为对食物链传递过程的影响。针对目前相关研究仍集中在传递过程和传递程度上的局限,本文建议今后的研究应从MNPs的原位检测技术、生物可利用性和食物链传递行为评价方法等方面进一步开展,进而为未来MNPs在可持续安全应用和健康效应评价方面奠定重要理论基础。

A 1-dodecanethiol-based phase transfer protocol for the highly efficient extraction of noble metal ions from aqueous phase

A 1-dodecanethiol-based phase-transfer protocol is developed for the extraction of noble metal ions from aqueous solution to a hydrocarbon phase, which calls for first mixing the aqueous metal ion solution with an ethanolic solution of 1-dodecanethiol, and then extracting the coordination compounds formed between noble metal ions and 1-dodecanethiol into a non-polar organic solvent. A number of characterization techniques, including inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, and thermogravimetric analysis demonstrate that this protocol could be applied to extract a wide variety of noble metal ions from water to dichlorometh- ane with an efficiency of 〉96%, and has high selectivity for the separation of the noble metal ions from other transition metals. It is therefore an attractive alternative for the extraction of noble metals from water, soil, or waste printed circuit boards.

希瓦氏菌对污染物的去除机理及其潜在应用价值

快速的城市化和工业化进程导致了严重的环境污染,尽管物理化学处理方法能够有效实现污染物的去除,但通常需要较高的成本和复杂的操作过程,且往往会带来二次污染,因此环境友好、经济高效且可持续的微生物修复策略引起了广泛关注。希瓦氏菌拥有细胞色素及电子穿梭体组成的独特电子传递系统,不仅能直接利用胞内外有机或无机污染物作为电子供体或受体实现污染物的去除,还可以通过驱动芬顿反应、合成纳米材料和构建生物电化学系统等途径实现污染物处理和资源化。本文综述了希瓦氏菌的胞外电子传递途径及其在污染物治理领域的研究现状,以期为希瓦氏菌在污染物治理及环境修复领域的研究与应用提供参考。

揭示金属锂负极电化学行为的影响因素:电子转移和锂离子输运

锂金属负极被认为是下一代储能电池中最有应用前景的负极材料。然而,严重的且无法避免的锂枝晶生长和潜在的安全隐患阻碍了其实际应用的发展。结构化碳基集流体负极结构能改善锂离子的输运,还能减缓电子转移的速度,同时已被证明能有效地抑制锂枝晶生长,但仍需更深入地理解基本的电化学原理来研究电荷转移和离子输运的协同作用。本文模拟并量化了控制锂离子电化学行为的两个关键过程,即电子转移和锂离子输运因素。通过有限元法可视化了三维电池模型(锂//电解液//锂)中的局部沉积速率,过电位以及锂离子浓度,揭示了锂离子输运速度和电子转移之间的竞争关系。当电子转移相对较慢时,负极表面附近有足够的锂离子可以发生反应,锂负极的沉积行为则由电子转移控制。然而,在锂离子的输运速率低于电子转移速率的情况下,负极表面的锂离子将会持续消耗,出现锂离子耗尽的情况,锂离子输运将主导锂负极的沉积过程,最终导致锂枝晶形貌。因此,在快充条件下和实际应用中,降低锂负极的反应活性和加速锂离子输运是获得锂金属负极均匀沉积形貌的关键。

含环糊精膜的制备与应用

本文简要介绍了环糊精的结构和性质,环糊精具有外部亲水,内部疏水的特殊分子构型,在膜内引入环糊精或环糊精衍生物对膜的性能具有很大的影响。综述了环糊精及其衍生物膜在异构体分离、金属离子传递、药物控制释放、药物检测与分析、酯盐水解及其他领域的应用;评述了环糊精在自组装分子管道方面的作用,最后对含环糊精膜的发展方向进行了展望。

AOPAN-AA纳米纤维的制备及其金属离子吸附性能

利用静电纺丝和胺肟化改性制备胺肟聚丙烯腈(AOPAN)纳米纤维,采用原子转移自由基聚合(ATRP)的方法在AOPAN纳米纤维上接枝丙烯酸单体得到AOPAN-AA纳米纤维.通过傅里叶红外光谱(FTIR)分析AOPAN-AA纳米纤维表面化学结构.采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)测试溶液中金属离子的浓度,以此研究AOPAN-AA纳米纤维的金属离子吸附性能.结果表明:AOPAN-AA纳米纤维对Fe^(3+)、Cu^(2+)、Cd^(2+)、Cr^(3+)的饱和吸附量分别为5.36、2.81、1.36和1.18mmol/g,证明其金属离子吸附性能显著,并且吸附过程基本符合Langmuir吸附模型.

用于识别金属离子的超分子荧光/磷光传感器

本文总结了近年来用于金属离子识别的超分子荧光 /磷光传感器的研究工作进展 ,着重介绍了光诱导电子转移及单体 -激基缔合物体系在金属离子识别中的应用。

分子动力学模拟研究结构金属镁离子在GSK-3β激酶磷酸化中的作用(英文)

糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,调节糖原合成酶的活性,并在生物体内的多条信号通路中发挥作用.GSK-3β是糖尿病,肿瘤,急性炎症,早老性痴呆等多种复杂疾病的药物作用靶标.Mg2+是GSK-3β激酶的保守结构金属离子,与三磷酸腺苷(ATP)分子作用,在激酶的磷酸化中扮演重要的角色,本文阐明了两个Mg2+离子(Mg2I+,Mg2II+)在激酶磷酸化中的作用:Mg2+稳定GSK-3β与ATP的构象.缺乏Mg2+离子,GSK-3β结构的柔性增强,同时ATP的构象发生改变,相对Mg2II+离子而言,Mg2I+离子在磷酸化反应中的作用更突出,但Mg2II+离子也是必不可少的,如果没有Mg2II+离子,Lys183无法独立稳定ATP的合适构象.当两个Mg2+离子都不存在时,ATP形成分子内的氢键,成为一种折叠的构象.

基于羧苄基紫精配体构筑的三种多重响应配合物

以羧苄基紫精配体1,1’-双(4-羧苄基)-4,4’-联吡啶二氯化物((H_(2)Bpybc)Cl_(2))为功能主体,引入辅助配体1,3,5-苯三甲酸(H_(3)BTC),与不同金属离子自组装反应,合成了3个配合物{[Cd(Bpybc)_(0.5)(HBTC)(H_(2)O)]·0.6H_(2)O}_(n)(1)、[Ni(Bpybc)_(0.5)(HBTC)(H_(2)O)_(4)](2)和[Co(Bpybc)_(0.5)(HBTC)(H_(2)O)_(4)](3)。其中,配合物1为2D结构,而配合物2和3为0D结构。同时,3种配合物表现出不同的变色性能。配合物1是由于产生紫精自由基而具有光致变色行为,而配合物2和3的光致变色行为是光诱导形成紫精自由基及金属离子的氧化反应共同导致的。此外,配合物2还表现出由电子转移而导致的热致变色行为,而配合物3表现出脱水和吸水引起的可逆结构改变而导致的颜色变化。这些结果表明,金属离子对紫精配合物的结构及变色性能具有明显的调控作用。

不同浓度铁离子对成骨细胞铁离子通道蛋白的影响

目的铁过载与骨代谢相关,在人成骨细胞(hFOB1.19)中,膜转铁蛋白(FPN1)、转铁蛋白受体(TfR)和二价金属转运蛋白1(DMT1)是细胞内铁离子进入和排除的重要通道蛋白;本研究用不同浓度铁离子干预成骨细胞培养,观察成骨细胞铁离子通道蛋白基因表达变化和相互联系,了解铁过载对相关通道蛋白的影响意义。方法人成骨细胞在34℃下进行体外培养,以不同浓度枸橼酸铁铵FAC(50μmol/L、100μmol/L、200μmol/L)干预成骨细胞培养,48小时后收集细胞,按不同干预组抽提总RNA,采用半定量RT-PCR法检测成骨细胞中TfR、DMT1、FPN1 mRNA的表达。结果①RT-PCR检测显示不同浓度FAC干预成骨细胞后,各组FPN1、TfR、DMT1 mRNA均有表达;②不同浓度组FPN1、TfR、DMT1 mRNA表达光密度比值不同,组间密度比值比较存在统计学意义(P<0.05);③培养环境铁离子浓度增高可以使得FPN1的mRNA表达上调,而TfR、DMT1的mRNA表达下调。结论成骨细胞的铁通道蛋白受环境铁离子影响,在一定范围内随着细胞外铁离子浓度增加,细胞膜铁离子进入通道功能下调、排除通道功能上调,说明铁过载对成骨细胞内铁离子水平有明显影响。

聚乙烯四唑型螯合树脂及其对重金属离子的吸附性能

采用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)方法将丙烯腈(AN)接枝到氯甲基化聚苯乙烯树脂(PS-CH2Cl)表面,再与叠氮化钠进行3+2环加成反应,制备了一种聚乙烯四唑型螯合树脂(PVT-g-PS).用红外光谱和元素分析对PVT-g-PS树脂进行了表征,考察了该树脂对Pb(Ⅱ),Ni(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能.在一定聚合时间范围内,丙烯腈接枝率与SI-ATRP时间呈线性关系,树脂表面四唑含量及树脂对金属离子的吸附容量随丙烯腈接枝率增大而增大,说明丙烯腈在树脂表面聚合为活性可控聚合,树脂表面功能团含量和树脂吸附容量可以用聚合时间调控.通过分析树脂吸附容量与溶液pH值的关系、吸附等温线和吸附动力学,证明3种金属离子的吸附主要是基于配位作用的化学吸附.当SI-ATRP时间为10 h时,树脂对Pb(Ⅱ),Ni(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)吸附容量高达1.57,1.68和1.92 mmol/g.经过10次吸附-解吸循环实验,树脂的吸附容量无显著变化,表明新型树脂具有较高的吸附量和良好的重复使用性.

含咔唑取代基喹啉铝衍生物的发光性能:一种潜在的多功能荧光传感材料（英文）

研究了一种含咔唑取代基喹啉铝衍生物的发光性能。首先,研究了溶剂对其发光性能的影响。研究发现,在不同溶剂体系中,Alq3衍生物在发光过程中均存在不同程度的能量传递;但是,溶剂影响Alq3衍生物的空间结构和电子结构,进而影响能量传递效率,导致激发光谱、发射光谱、荧光效率和荧光寿命均不相同。其中,甲苯起到能量传递桥梁的作用;而DMF在一定程度上阻碍能量传递。与DMF结构类似的DMA作为电子给体加入到Alq3衍生物溶液中,也起到了类似作用。另外,研究不同金属离子对Alq3衍生物发光性能的影响发现,Fe3+和Cu2+可引起Alq3衍生物的荧光猝灭,表明该Alq3衍生物可以作为多功能荧光传感材料。

新型偕胺肟基螯合树脂对Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)吸附性能研究

用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)将丙烯腈(AN)接枝到氯甲基化聚苯乙烯树脂(PS-CH2Cl)表面,再由羟胺和腈基的胺肟转换反应得到偕胺肟基螯合树脂(PAO-g-PS)。采用红外和扫描电镜对树脂进行了表征,并研究了树脂对Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附性能。结果表明,树脂对Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)吸附容量分别达到1.58、1.01mmol/g,经过10次吸附-解吸循环试验,树脂的吸附容量无显著变化,表明树脂具有优异的吸附性能以及良好的重复使用性。

羧酸盐/玉米芯接枝共聚物的制备及其对Cd^(2+)和Ni^(2+)的吸附

利用原子转移自由基聚合技术在玉米芯表面引发丙烯酸甲酯发生聚合反应,再分别通过NaOH和t-BuOK进行水解,制备出两种羧酸盐/玉米芯接枝共聚物(MC-g-PAA-Na和MC-g-PAA-K)。结果表明:两种羧酸盐/玉米芯接枝共聚物吸附Cd^(2+)和Ni^(2+)是自发、吸热且伴随焓增加的过程,该过程更符合Langmuir模型,属于单层吸附,同时遵循准二级反应机理,属于化学吸附。MC-g-PAA-K对Cd^(2+)和Ni^(2+)的最大吸附量分别为158.2mg/g和95.51mg/g,是MC-g-PAA-Na对Cd^(2+)和Ni^(2+)最大吸附量的2.05倍和1.93倍,表明采用位阻较大的t-BuOK溶液可以有效地提高羧酸盐/玉米芯接枝共聚物对重金属离子的吸附容量。