铜基壳聚糖气凝胶的制备及对铀的吸附性能

含铀废水对生态环境及人类生命安全具有严重的威胁,因此对含铀废水的处理极为迫切.通过溶胶凝胶法得到了一类新型的铜基壳聚糖气凝胶(Cu-CSAs),采用傅里叶红外光谱分析(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、场发射扫描电镜(FESEM)、热重(TG)对材料结构进行了表征,探讨了对水中六价铀U(VI)的吸附性能.考察了溶液pH、吸附剂用量、接触时间、U(VI)的初始浓度、共存离子、离子强度对吸附的影响,并采用模拟含铀废水探讨了其实用性.结果表明:当溶液pH为5,U(VI)的初始浓度为10 mg/L,Cu-CSA-1最适用量为0.1 g/L时,其平衡时间为30 min,该吸附过程符合准二阶动力学模型.298 K时,其最大吸附量高达548.9 mg/g.此外,Cu-CSA-1对U(VI)有较好的选择性,在模拟含铀废水中去除率达65%左右,表明Cu-CSA-1在含U(VI)废水的修复中具有潜在的应用价值.

疏水壳聚糖气凝胶的制备和负载姜黄素及缓释性能

利用壳聚糖作为基质,制备得到疏水壳聚糖气凝胶材料。选择甜瓜醛作为交联改性剂,接枝正十八硫醇,制备得到疏水壳聚糖气凝胶。采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱等手段表征分析,结果表明疏水壳聚糖气凝胶表面呈三维多孔结构,甜瓜醛通过席夫碱反应成功接枝,其硫元素占比为1.17%。在表面接触角测试下,油滴接触角为0°,水滴接触角为126°,壳聚糖气凝胶表现出良好的疏水特性。对脂溶性药物姜黄素负载研究结果表明,疏水壳聚糖气凝胶负载姜黄素在40 min时达到最大负载量为70.5 mg/g,最佳负载温度为27℃。体外模拟缓释结果表明,疏水壳聚糖气凝胶对姜黄素有良好缓释效果,肠液中姜黄素的缓释率最高达到89.6%。

基于壳聚糖气凝胶的新型石油吸附剂研究进展

壳聚糖气凝胶具有生物相容性好、无毒易降解以及其他的优异性能,可作为理想的绿色石油吸附剂有效解决石油泄漏与污染的重大问题.综述了基于壳聚糖气凝胶的新型石油吸附剂的研究进展.对比传统石油处理方式及传统吸附剂的优缺点;分析总结壳聚糖气凝胶的合成、改性方法及其作为石油吸附剂的优势;总结目前研究中存在的问题,展望未来的研究方向.

氧化石墨烯-壳聚糖气凝胶去除有机染料研究

采用氧化石墨烯与壳聚糖为基本原料,先形成水凝胶再冻干制备了氧化石墨烯-壳聚糖气凝胶材料。在X射线衍射和红外光谱表征的基础上,研究其对亚甲蓝和甲基橙的吸附效果。结果表明,氧化石墨烯含量越高,对亚甲蓝和甲基橙的吸附效果越好,吸附反应中,静电力占主导地位,而有机分子和氧化石墨烯之间的π-π疏水分配及壳聚糖对气凝胶结构的优化也具有一定作用。对亚甲蓝的吸附快于甲基橙,但吸附过程都更符合准2级动力学模型。采用Na OH和HCl可以对吸附了亚甲蓝和甲基橙的氧化石墨烯-壳聚糖进行脱附与再生。在动态滤柱吸附实验中,氧化石墨烯-壳聚糖填充密度小(25 g/L)、孔隙率高(92.5%),表现出了良好的水稳性。实验条件下,对亚甲蓝的去除效果优于甲基橙。

MoS2-壳聚糖气凝胶原位还原金硫代硫酸根络合离子的基础研究

硫代硫酸盐提金技术因环境友好、可处理复杂矿石等优点,被认为是最具潜力的无氰提金技术,然而该技术尚未能实现规模化工业应用,其主要技术瓶颈是浸出液中的金硫代硫酸根络合离子(Au(S2O3)23-)无法高效富集。为此,构建了三维多孔MoS2-壳聚糖气凝胶(MoS2-CSA),深入考察了MoS2-CSA回收Au(S2O3)23-的性能。结果表明,MoS2-CSA不仅具有极好的Au(S2O3)23-富集能力(高达718.3 mg/g,于107.6 mg/L Au(S2O3)23-溶液),而且可将Au(S2O3)23-原位还原为金纳米颗粒,既解决了硫代硫酸盐提金技术中Au(S2O3)23-难以高效富集的技术瓶颈,同时极大地简化了传统提金技术中金络合离子的回收工艺。此外,MoS2-CSA克服了纳米材料无法有效固液分离的难点,实现了简易的回收。机理研究表明,MoS2-CSA具有强烈的光电响应能力,在可见光激发下可产生大量光生电子,实现了金的原位还原。研究结果为硫代硫酸盐提金技术中Au(S2O3)23-的回收提供了新的思路,有望推动硫代硫酸盐提金技术的快速发展。

聚吡咯壳聚糖复合气凝胶的制备及光热性能

以聚吡咯(PPy)作为高效宽谱太阳光吸收的光热转换材料,通过固-液冷冻干燥法制备聚吡咯壳聚糖复合气凝胶(PPyCS)应用于太阳能驱动水蒸发系统。通过控制气凝胶交联程度和聚吡咯聚合时间对PPyCS制备工艺进行系统性优化。结果表明,所得气凝胶具有高吸光率(97.83%)。在1 kW/m^(2)光照强度下,复合气凝胶实现了水蒸发速率为3.1 kg/(m^(2)·h)的高效太阳能水蒸发系统;通过对离子质量浓度为1000 mg/L的模拟海水进行重复性测试,循环5次后,光热转换效率基本保持不变;对天然海水实现了高效水蒸发速率(1.129 kg/(m^(2)·h)),处理后的水质达到世界卫生组织饮用水标准。

壳聚糖衍生的碳气凝胶催化臭氧降解布洛芬废水

以来源广泛的壳聚糖(CS)为碳前驱体,通过溶液-冷冻干燥-焙烧法制备碳气凝胶。通过SEM、EDX、FT-IR和XRD进行表征,进一步阐明碳气凝胶(CA)的形貌和结构。探讨了不同条件下碳气凝胶催化臭氧降解布洛芬(IBU)废水的去除效率。当IBU初始浓度为20 mg/L,催化剂浓度为0.2 g/L,初始pH为2.5时,IBU的去除率最高达99.2%。