离子印迹吸附微球微流控制备及DFT性能

为了实现复杂体系重金属废水中目标金属离子的高效选择性去除,基于微流控和离子印迹技术,制备了离子印迹壳聚糖吸附微球,通过批量吸附实验验证和DFT分子模拟佐证的方法,系统研究了吸附微球的吸附特性,探究了目标重金属离子与吸附微球的相互作用机制和靶向结合原理。研究结果表明,离子印迹壳聚糖微球在优化的恒温震荡吸附条件(35℃和160 r/min,Cu离子溶液初始浓度400 mg/L、pH=6)下,可在48 h内到达吸附平衡,对Cu离子的最大吸附容量为117.76 mg/g。此外,吸附速率和等温吸附实验结果符合准二级吸附动力学模型和Langmuir等温吸附模型,证明离子印迹壳聚糖微球对Cu离子的吸附过程是伴随着电子转移的单层化学吸附过程。而基于印迹模板的离子尺度效应和高电负性、以及目标金属离子与吸附微球分子单体间强结合能,能够实现离子印迹壳聚糖吸附微球在二元和(或)三元共存体系中对Cu离子的快速识别捕获和吸附分离。该研究结果可为新型高效吸附微球的研发和性能优化提供理论指导。

SA/CTS复合吸附微球制备工艺的响应面优化研究

以天然高分子海藻酸钠(SA)和壳聚糖(CTS)为基础,采用成球-复合-交联的方法制备SA/CTS复合吸附微球.采用响应面优化设计方法,针对微球的铅离子吸附量和在水中的溶胀度,应用Box-Behnken中心组合原理设计实验来探究最佳的微球制备工艺条件,确定主次影响因素,建立二次回归方程,通过模型优化获得复合吸附微球的最佳制备条件:SA质量分数2.68%、CTS质量分数0.94%、氯化钙质量分数1.43%.在此条件下,模型预测SA/CTS复合吸附微球对铅离子的吸附量为31.48 mg·g^(-1),在水中溶胀度为93.7%,与实测值基本一致,表明该模型方程可为SA/CTS复合吸附微球的制备提供指导.最后对制备的微球进行红外光谱和SEM表征.

血液灌流器中吸附树脂微球的制备及性能

高比表面积中孔吸附树脂微球是血液灌流器的核心材料,在净化血液过程中起到吸附血液毒素的作用。以甲苯为致孔剂,采用悬浮聚合法制备聚苯乙烯-二乙烯基苯吸附树脂微球,并采用Davankov后交联法制备了一种高比表面积的超交联吸附树脂微球,系统地研究了交联剂和致孔剂用量对树脂微球孔径尺寸及比表面积的影响。实验结果表明,悬浮聚合过程中随着体系甲苯质量分数从160%增大到240%,制备的吸附树脂微球的比表面积呈现出先增加后减小的趋势,其最高比表面积可达到515 m^(2)/g。后交联过程中二乙烯基苯含量对吸附树脂微球的孔结构有显著影响,当二乙烯基苯质量分数为70%时,二次交联后微球的比表面积可超过1100 m^(2)/g,平均孔径在6 nm左右,满足血液灌流器对吸附树脂的要求。

功能微球PEI-CPGMA的制备及其对胆红素的吸附特性

以乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,采用悬浮聚合法制备了平均粒径为100μm的交联聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(CPGMA)微球,然后通过胺基与环氧键之间的开环反应,将聚乙烯亚胺(PEI)偶合接枝在微球表面,制得了表面接枝PEI的功能微球PEI-CPGMA。研究了功能微球对胆红素的吸附性能,考察了接枝度、介质pH、离子强度等因素对微球吸附性能的影响。静态吸附实验结果表明:功能微球对胆红素具有强吸附能力,等温吸附满足Freundlich吸附方程,饱和吸附量可达14.1mg/g;介质的pH对微球吸附性能有很大的影响,在近中性(pH=6)溶液中,接枝微球对胆红素的吸附能力最强,而在酸性与碱性溶液中吸附能力都比较弱;离子强度对吸附作用表现出微弱的增效作用;微球表面PEI的接枝度越高,吸附能力越强。

纳米颗粒组装钼酸二铅空心微纳球及光催化性研究

采用碳微球(CMSs)作为吸附剂和硬模板通过吸附-模板耦合技术(ATCT)制备了新型光催化剂Pb_(2)MoO_(5)空心球。通过粉末X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见光谱(UV-Vis)表征了该分级Pb_(2)MoO_(5)结构。结果表明,Pb_(2)MoO_(5)空心球主要由纳米颗粒组装而成,解释了Pb_(2)MoO_(5)空心球的可能形成机制,所得产物Pb_(2)MoO_(5)空心球对紫外光和可见光均有吸收。光催化性实验结果表明,分级Pb_(2)MoO_(5)空心球在紫外光照射下对罗丹明B(RhB)染料的降解有效,5次循环的降解效率不降低。ATCT方法具有普适性,也用于制备分级Pb_(2)CrO_(5)结构。

磁性微球吸附法研究盐藻细胞的疏水性

采用正相悬浮聚合法制备了聚苯乙烯 二乙烯苯磁性微球。由于微球表面的聚苯乙烯是疏水性材料 ,可用于测定微生物细胞表面的疏水性。用聚苯乙烯磁性微球吸附法测定了不同生长期盐藻细胞的表面疏水性 ,以及pH值、NaCl浓度、Fe3 + 浓度、(NH4)2SO4 浓度对盐藻细胞疏水性的影响。结果表明 ,盐藻细胞表面具有疏水性质 ,其疏水性与细胞生长阶段及环境条件有关。

累托石/腐殖酸微球的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附研究

采用累托石(REC)、腐殖酸(HA)等材料制备微球状吸附剂,考察了累托石、腐殖酸、聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)、氯化钙等材料的用量对制得的微球吸附性能的影响,通过正交试验确定了微球的最佳制备条件,还考察了微球用量、振荡时间和溶液pH值等因素对微球吸附去除水中Cr(VI)效果的影响。结果表明,采用累托石、腐殖酸、聚乙烯醇等材料可制得高效去除水中六价铬离子的微球状吸附剂,微球的最佳制备条件为:REC 1%,HA 4%,PVA 7%,SA 0.1%,CaC l20.5%。制得的累托石/腐殖酸微球孔系发达,吸附性能良好。在温度30℃,微球用量0.02 g/mL,振荡时间为2.5 h,pH值为1的条件下,微球对Cr(VI)的吸附效率可达98%以上。

改性海藻酸钠微球对Pb2+吸附性能的研究

文章以海藻酸钠(SA)为原料,与羧基化微晶纤维素(CCN)、四氧化三铁(Fe3O4)进行溶液共混,采用化学沉淀法制备出Fe3O4@CCN/SA复合微球。以硝酸铅溶液为研究对象,探讨了初始浓度、pH、吸附时间对吸附性能的影响。结果表明:Pb2+浓度为1 000mg/L,pH=5,吸附时间为6 h时,饱和吸附量最大为184.2 mg/g。吸附符合Langmuir等温线模拟和拟二级反应动力学模型。该磁性微球使用盐酸解析脱附,重复使用第6次饱和吸附量仍高达165.5 mg/g,说明Fe3O4@CCN/SA磁性微球具有良好的再生使用性能。

富马酸铝微球吸附剂制备及其CO_(2)吸附特性

CO_(2)大量排放是造成全球气候变化的主要原因,减少CO_(2)排放成为全球共识。多孔材料具有较高的CO_(2)吸附能力、更高的效率和较低的再生能耗,是一种被认为可以取代当前液氨法捕集CO_(2)的有效方案。因此开发化学稳定,高CO_(2)吸附容量,成本低的吸附剂是多孔材料应用的关键。富马酸铝吸附剂因其高的比表面积,气体吸附能力在气体分离领域具有较大的应用潜力。为了简化富马酸铝的合成步骤,本项研究以富马酸二钠作为连接源,九水合硝酸铝作为金属源,在室温下快速合成富马酸铝MOF(mAlFu)微球吸附剂,并用于CO_(2)吸附。扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)等表征结果显示成功合成了类微球型mAlFu吸附剂。热重分析显示该吸收剂分解温度为400℃,具有较高的热稳定性。孔径分析结果表明:mAlFu吸附剂具有发达的孔道结构。研究mAlFu对CO_(2)的吸附性能,结果表明在303 K,100 kPa条件下,mAlFu的CO_(2)吸收量为2.21 mmol/g。通过构建的mAlFu的构象,基于蒙特卡洛法(GCMC)获得mAlFu的吸附量,通过对比实验值与计算值,结果表明选取模拟参数的计算方法可以用于计算mAlFu的气体吸附。同时计算获得烟气条件下的mAlFu吸附剂的CO_(2)选择性,值为14。循环再生性能表明:mAlFu的CO_(2)吸附能力保持稳定,证明mAlFu吸附剂在CO_(2)捕集领域具有较大的应用潜力。

木薯淀粉微球的制备工艺研究

通过反相乳液法制备木薯淀粉微球,考察交联剂用量、亲水性乳化剂用量、大豆油用量、淀粉质量分数和搅拌速度对亚甲基蓝(MB)吸附量的影响,得到最佳制备工艺.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和红外光谱(FTIR)进行表征,得到木薯淀粉微球最佳合成工艺:交联剂用量为4.8 mL,亲水性乳化剂用量为0.615 g,大豆油用量为100.0 mL,淀粉质量分数为14%,搅拌速度为1000 r/min;木薯淀粉微球表面粗糙且有小孔,成球性好.