改性海藻酸钠凝胶球去除稀土废水中的U(Ⅵ)

通过一步滴定凝胶法制备了三聚氰胺协同戊二醛改性海藻酸钠复合生物材料(Me@SA/GA),用于稀土废水中U(Ⅵ)的去除。结果表明,Me@SA/GA制备时SA∶Me最优比例为3∶1,当U(Ⅵ)初始浓度为5 mg/L,pH值为5时,静态吸附试验中,Me@SA/GA投加量0.1 g/L,吸附15 h,对水中U(Ⅵ)的吸附量达到19.75 mg/g;动态吸附试验中,以1 mL/min的流速过柱,Thomas模型拟合其饱和吸附量为526.6 mg/g。傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)表征结果表明Me@SA/GA吸附U(Ⅵ)的相互作用包括静电吸引、颗粒内扩散以及水凝胶的官能团(羧基、氨基和羟基)与U(Ⅵ)的配位。当Me@SA/GA投加量为1 g/L,对某实际稀土废水进行试验,其出水U(Ⅵ)浓度为0.02 mg/L,可达到我国稀土工业污染物排放标准(GB 26451—2011)要求。

化学龙珠——海藻酸钠凝胶球的制备

交联反应是高分子化学中的一类反应,常用于高聚物合成和改性,如塑料、树脂和橡胶。文中科普实验设计出一种极具创意、简单易行、绿色的改性海藻酸钠凝胶球的制备方法,并经红外光谱分析证实了交联反应的发生。在此基础上,对海藻酸钠凝胶球进行了创造性的设计,开发出改性海藻酸钠pH响应微球、漂流瓶等,在趣味性的体验中搭建了社会化的科普平台,向大众普及功能高分子材料及其交联反应的知识,形成科学认识事物的新思路。

海藻酸钠凝胶球对水中无机磷的吸附性能

利用一定质量分数的海藻酸钠(SA)滴入Ca2+、Fe3+等溶液中会形成规则球形的特性制备凝胶球,用于处理含磷废水。研究了不同凝胶球的除磷特性及除磷效果,并对腐殖酸与无机磷混合溶液进行吸附研究。实验结果表明,凝胶球对无机磷具有很强的吸附性能,该技术具有工艺简单、处理效率高、速度快等优点。吸附时间16h,海藻酸钠—钙—铁(Ⅲ)凝胶球对200mL(TP=50mg/L)的模拟污水去除率接近50%,海藻酸钠—铁(Ⅲ)凝胶球对磷的去除率可接近97%。海藻酸钠—钙—铁(Ⅲ)凝胶球在酸性条件下比较稳定,在碱性条件下易被分解。Langmuir型方程式可以较好地描述海藻酸钠—钙—铁(Ⅲ)凝胶球对磷的吸附行为,最大吸附量为1428.6mg/g,海藻酸钠最佳制备质量分数为2%。研究结果还表明,海藻酸钠—钙—铁(Ⅲ)凝胶球可以选择性去除与腐殖物质共存水体中的磷。

海藻酸钠凝胶球去除单宁酸和没食子酸的研究

采用海藻酸钠-钙凝胶球、海藻酸钠-钙-铁(Ⅲ)凝胶球、海藻酸钠-铁(Ⅲ)凝胶球对水体中单宁酸和没食子酸进行吸附实验研究。结果表明,对50mL(50mg/L)的模拟污水进行吸附,海藻酸钠-铁凝胶球和海藻酸钠-钙-铁(Ⅲ)凝胶球的吸附效果优于海藻酸钠-钙凝胶球,吸附120min后,使用Fe(Ⅲ)凝胶球对单宁酸的去除率可达97%,对没食子酸的去除率可达99%,对两种物质的吸附量分别为8.0、8.3mg/g,使用海藻酸钠-钙-铁(Ⅲ)凝胶球对单宁酸、没食子酸的去除率可达84%和97%,对两种物质的吸附量分别为7.0、8.0 mg/g。饱和吸附后海藻酸钠-钙-铁(Ⅲ)凝胶球可以再生利用,对单宁酸的去除效果随着降解再生次数的增加而降低。

海藻酸钠凝胶球对铬(Ⅵ)的去除效果研究

研究海藻酸钠-钙凝胶球、海藻酸钠-铁(Ⅲ)凝胶球对废水中的铬(Ⅵ)的去除效果。结果表明:对50 m L(10 mg/L)的模拟废水进行吸附,海藻酸钠-铁(Ⅲ)凝胶球的吸附效果较好,而海藻酸钠-钙凝胶球对铬(Ⅵ)几乎不发生吸附作用。铬(Ⅵ)的去除率随吸附时间的增加而提高,吸附240 min后,海藻酸钠-铁(Ⅲ)凝胶球对铬(Ⅵ)的去除率可达99%以上,海藻酸钠-铁(Ⅲ)凝胶球在酸性条件下比较稳定,在强碱性条件下易被分解,海藻酸钠-铁(Ⅲ)凝胶球吸附铬(Ⅵ)的吸附等温线符合Langmuir型,最大吸附量为11.827 mg/g。利用海藻酸钠-铁(Ⅲ)凝胶球去除废水中的铬(Ⅵ)具有工艺简单、处理效率高、速度快等优点。

一种新型磁性壳聚糖/海藻酸钠复合凝胶球的制备与性能研究

以海藻酸钠水凝胶为骨架,结合壳聚糖和磁性Fe_3O_4,开发出一种新型的磁性壳聚糖/海藻酸钠复合凝胶球(MCSB)制备方法,并通过正交试验和单因素实验,探究不同制备条件对复合凝胶球制备效果的影响,确定最优制备条件:CaCl_2浓度为2.5 g/L,海藻酸钠浓度为24 g/L,壳聚糖添加量为5 g/L,磁流体添加量为4.64g/L。制备出的凝胶球表面光滑,大小均匀,纯黑色,呈球形,直径在2 mm左右,具有顺磁性。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、同步热分析(TGA)等手段对凝胶球进行表征。结果表明,MCSB的热稳定性良好,凝胶球表面的活性基团主要有羟基、氨基、羧基等。吸附性能实验表明,当MCSB用量为20 mg时,对40 m L 25mg/L Cu^(2+)溶液的吸附去除率为78.13%,表明磁性壳聚糖/海藻酸钠复合凝胶球是一种制备简单、效果良好的新型复合吸附剂。

表面疏水型海藻酸钠微球保水剂缓释性能调控机制

释水速度快与机械性能差极大地限制了海藻酸钠凝胶微球在保水方面的应用,表面疏水改性是改善上述问题的有效方法。以SA(海藻酸钠)和PVA(聚乙烯醇)组成的载水微球为基质,通过BW(蜂蜡)表面修饰,制备具有疏水缓释性能的环境友好型BW@SA/PVA复合微球。研究复合微球的微观结构、机械性能、溶胀性能和土壤保水性能,探讨BW@SA/PVA复合微球的保水调节机制。结果表明:复合微球表面的BW修饰层可有效地降低海藻酸钠凝胶微球孔隙度并提高微球的机械强度,从而使海藻酸钠凝胶微球内外水分的传质阻力得到显著增强。其中SA与BW质量比为1∶1的BW@SA/PVA复合微球具有最好的形貌结构和保水性能,相比于SA/PVA复合微球,BW@SA/PVA复合微球(1∶1)的机械性能提高了13.18%,土壤保水性能提高了26.11%,且在水中的溶胀过程遵循准二级动力学方程。

凝胶球负载零价铁活化过硫酸盐降解偶氮染料废水

铁活化过硫酸盐高级氧化技术中,由于反应速度快引起的铁流失是主要问题之一。本文制备了负载零价铁的海藻酸钠凝胶球催化剂(Fe-montmorillonite-sodium alginate balls,Fe-MABs),电子显微镜图表明海藻酸钠凝胶球和铁结合良好,并考察了过硫酸钠(sodium peroxydisulfate,PDS)用量、催化剂用量等因素对偶氮染料活性黑5(Reactive Black 5,RBK5)染料废水降解的影响,比较了Fe-MABs/PDS、Fe+C/PDS、Fe+C、PDS、Fe五种体系对RBK5的降解能力。结果表明,Fe-MABs/PDS体系能有效地降解RBK5,在RBK5初始浓度40mg/L条件下,PDS投加量为2mmol/L、Fe-MABs投加量40g/L、初始pH为7.0、温度为298K,在反应时间为30min和60min时,对RBK5降解率分别达到95.42%和99.90%;与Fe+C/PDS、Fe+C、Fe体系相比,Fe-MABs/PDS体系Fe的流失率减少可达90%以上。此外,通过采用甲醇和叔丁醇作为自由基淬灭剂发现Fe-MABs/PDS体系中产生的活性中间体硫酸根自由基SO_4^-·对降解过程起主要作用,并初步探索了Fe-MABs催化过硫酸盐体系对RBK5的降解动力学。

高分子凝胶球用于城市污水深度处理的研究

制备海藻酸钠-钙(SA-Ca)、海藻酸钠-铁(SA-Fe)、包埋活性炭海藻酸钠-铁(SA-Fe-AC)凝胶球,对城市污水处理厂二级出水的COD和无机磷进行深度处理。结果表明:SA-Ca凝胶球对COD的去除率为10%,SA-Fe凝胶球对COD及无机磷的去除率分别为42%和93%。SA-Fe-AC凝胶球对COD及无机磷的去除率分别为75%和87%。SA-Fe及SA-Fe-AC对COD的吸附符合Langmuir型,均属于单分子层吸附,其饱和吸附量分别为416.7mg/g、909mg/g。

海藻酸钠复合多能诱导干细胞修复椎间盘研究

[目的]探讨海藻酸钠盐微球凝胶复合多能诱导干细胞(induced pluripotent stem cells,IPS)定向分化的髓核细胞对退变椎间盘修复作用。[方法]50只新西兰大白兔分为5组,10只作为正常对照组,40只建立兔椎间盘退变模型,并随机分为4组,每组10只。模型组不行治疗,材料组注射不含髓核细胞的海藻酸钠盐微球凝胶材料,细胞组注射诱导分化的髓核细胞,联合组注射IPS定向分化的髓核细胞与海藻酸钠盐微球凝胶材料复合物,治疗8周后,采用组织学Mankin评分评估各组椎间盘软骨退变情况;采用免疫组化分析各组椎间盘组织蛋白多糖、Ⅱ型胶原和MMP3的表达水平。[结果]与细胞组比较,联合组兔椎间盘软骨退变改善最显著,各组组织学评分分别为:对照组(1.27±0.19)分,模型组(19.43±3.48)分,材料组(18.59±4.01)分,细胞组(13.11±3.81)分,联合组(5.90±2.01)分,差异有统计学意义(P<0.05)。与细胞组比较,联合组兔椎间盘组织蛋白多糖和Ⅱ型胶原增加更显著,MMP3蛋白下调更显著,差异有统计学意义(P<0.05)。[结论]海藻酸钠盐微球凝胶复合IPS定向分化的髓核细胞可显著改善椎间盘内环境,促进退变椎间盘组织修复。