配体辅助Ni(Ⅱ)离子印迹材料的制备及性能

采用沉淀聚合法,以Ni(Ⅱ)离子为模板离子,邻氨基吡啶为配体,丙烯酰胺为功能单体,系统优化印迹条件,制备一系列Ni(Ⅱ)离子印迹聚合物Ni(Ⅱ)-IIP_(1-20)及相应的非印迹聚合物Ni(Ⅱ)-NIP_(1-20)。采用SEM(扫描电镜)、FT-IR(红外光谱)等对较优条件下制备的Ni(Ⅱ)-IIP_(3)及Ni(Ⅱ)-NIP_3进行结构表征,通过动力学吸附实验和等温吸附实验等进一步探究其吸附行为。结果表明:Ni(Ⅱ)-IIP_3对Ni(Ⅱ)离子的平衡吸附量达109.48 mg/g,印迹因子为3.70,是典型的介孔材料。其表面存在吸附Ni(Ⅱ)离子的特异性印迹孔穴,吸附行为更符合准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型。此外,在“竞争离子”Co(Ⅱ)离子存在的条件下,Ni(Ⅱ)-IIP_3对Ni(Ⅱ)离子仍具有较强的吸附能力和良好的吸附选择性,是一种性能优异的新型吸附材料。

基于双功能单体的Ni(Ⅱ)离子印迹复合膜的制备及性能研究

采用沉淀聚合法,以Ni(Ⅱ)离子为模板离子,α-甲基丙烯酸和N-异丙基丙烯酰胺为双功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂,通过正交试验设计,对制备Ni(Ⅱ)离子印迹复合膜的实验条件进行系统优化,制备了16种Ni(Ⅱ)离子印迹复合膜[Ni(Ⅱ)-IICMs]和相应的非印迹复合膜(NICMs),得出制备Ni(Ⅱ)-IICMs的较优实验条件。采用平衡吸附实验对Ni(Ⅱ)-IICMs和NICMs进行吸附量和印迹因子评价,结果表明:在较优实验条件下制备的Ni(Ⅱ)-IICM_(8),平衡吸附量为1.286mmol/g,印迹因子为1.737。采用红外光谱、扫描电镜、氮气吸附/脱附等手段对Ni(Ⅱ)-IICM_(8)和相应NICM_(8)的内部结构及表面形貌进行表征。使用动力学吸附和等温吸附实验对Ni(Ⅱ)-IICM_(8)和NICM_(8)的吸附行为进行研究,结果表明:Ni(Ⅱ)-IICM_(8)对Ni(Ⅱ)离子的吸附,在较短时间内即可快速达到吸附平衡,且在不同浓度的溶液中都有较好的吸附效果。在不同温度下,探究Ni(Ⅱ)-IICM_(8)的吸附行为,结果表明Ni(Ⅱ)-IICM_(8)具有良好的“温度响应性”。综上所述,说明实验研究制备的Ni(Ⅱ)-IICM_(8),有望用于实际样品中Ni(Ⅱ)离子的分离和去除。

基于三氰基铁(Ⅲ)酸盐的Fe^(Ⅲ)_(4)Ni^(Ⅱ)_(2)六核配合物的合成、结构及磁性

利用三氰基铁酸盐(Bu_(4)N)[FeⅢ(Tp)(CN)_(3)](Tp=氢化三(1-吡唑基)硼酸)与配体2,9-二吡唑基-1,10-菲咯啉(dpzpen)以及高氯酸镍反应合成了一例氰根桥联的Fe^(Ⅲ)_(4)Ni^(Ⅱ)_(2)六核配合物[Fe_(4)Ni_(2)(Tp)_(4)(CN)_(12)(dpzpen)_(2)]·12H_(2)O·3CH_(3)OH (1)。结构研究表明配合物1具有近似菱形的Fe^(Ⅲ)_(2)Ni^(Ⅱ)_(2)骨架结构,另外2个Fe则通过氰根延伸在菱形的外侧。磁性研究表明在配合物1中氰根桥联的Fe和Ni表现出铁磁相互作用。更为重要的是,基于配合物1的结构模型,对它的变温磁化率数据进行拟合得到了不同Fe-Ni之间的磁耦合常数,得到的最佳磁耦合常数J3d(15.73 cm^(-1))>J2d(3.53 cm^(-1))≈J1d(3.50 cm^(-1))与Ni-N键的键长以及Ni-N≡C键角的变化趋势有关(J3d:0.206 5 nm,169.8°;J2d:0.206 2 nm,163.1°;J1d:0.198 7 nm,161.6°)。以上结果表明Ni-N键长越短,Ni-N≡C键角越大,Fe与Ni之间的铁磁耦合越强。

竹笋壳纤维对模拟水中Cr(Ⅵ)和Ni(Ⅱ)吸附性能的研究

竹笋壳是在竹笋加工过程中产生量最大的固体废弃物之一,若处理不当会造成资源浪费和环境污染问题。通过逐级利用方式,将提取棕色素和膳食纤维后的竹笋壳纤维作为吸附剂(BFs)吸附Cr(Ⅵ)和Ni(Ⅱ)。利用SEM和FT-IR对BFs表观形貌和表面官能团等理化性质进行分析;考察投加量和初始pH对吸附效果的影响,并结合吸附动力学、吸附等温线和热力学模型对吸附过程和吸附机理进行探讨。研究结果表明,BFs表面粗糙多孔且含有丰富的-OH、-SO-、C-O等官能团。在投加量分别为4.0、2.0 g/L时,BFs对Cr(Ⅵ)和Ni(Ⅱ)的去除率分别可达98.8%和96.8%。准二级动力学模型和Sips模型能够更好地拟合BFs对Cr(Ⅵ)和Ni(Ⅱ)的吸附过程,表明该吸附反应过程主要受化学作用主导,且Cr(Ⅵ)和Ni(Ⅱ)的最大理论吸附量分别为10.58、29.70 mg/g。热力学分析显示,吸附过程ΔG小于0、ΔH为正值,说明BFs对Cr(Ⅵ)和Ni(Ⅱ)的吸附为自发的吸热反应。吸附机理分析表明,静电力吸附作用和氧化还原吸附作用在BFs吸附Cr(Ⅵ)时扮演重要作用,而Ni(Ⅱ)的吸附主要基于静电吸附作用、化学沉淀作用和表面络合作用。该研究为实现竹笋壳的逐级资源化利用和水体重金属污染治理提供了思路。

一例镍(Ⅱ)金刚石拓扑MOF的合成及其光催化降解性能

以4-(2-甲基咪唑-1-基)苯甲酸(HMIBA)和Ni(NO_(3))_(2_)·6H_(2)O为原料,在溶剂热条件下合成了一例结构新颖的Ni(Ⅱ)配位聚合物:[Ni(MIBA)2]n,利用X-射线单晶衍射、元素分析、热重分析和红外光谱对配位聚合物进行了表征。X-射线单晶衍射的测定结果表明上述配位聚合物拥有三维空间结构。配位聚合物中相邻的Ni(Ⅱ)通过HMIBA配体桥联形成了扭曲的金刚石状笼,可容纳直径为9A的假想球体,并且配位聚合物沿着c轴方向存在较大尺寸的孔道结构。此外,配位聚合物对罗丹明B(RhB)和亚甲基蓝(MB)表现出优良的光催化降解性能,RhB和MB的降解率分别达到了75.4%和91%。

镍(Ⅱ)配合物强磁各向异性的关键结构因素的理论鉴定

单分子磁体具有一种重要的性质,即磁各向异性,其与分子结构具有极其微妙的关系.近年来,磁-结构关系的研究已经成为了单分子科学中的一个具有挑战性的领域.了解磁-结构关系背后的物理机制对于建立优异的高温单分子磁体至关重要.本文筛选了各种四配位的镍(Ⅱ)单分子磁体,并研究了几个关键的结构因素,例如配位键的长度和角度,这些因素可能与磁各向异性密切相关.本文还构建了简单的分子模型,来推断磁各向异性随着配位键角度和长度的演变趋势.磁-结构关系的研究结果揭示了磁-结构关系可以很好地用对数函数描述.在这种关系的指引下,本文发现了一个在四面体配位中具有迄今最强磁各向异性的镍(Ⅱ)配合物.本研究有助于实现优异高温单分子磁性的合成.

基于季戊四胺席夫碱的Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)配合物的合成、结构及其抑菌活性

以4-甲氧基水杨醛和季戊四胺进行缩合反应得到席夫碱化合物H_4L,然后将配体H_4L分别与Ni(Cl O_4)_2·6H_2O、Cu(Cl O_4)_2在乙醇溶液中进行配位反应,得到2个席夫碱配合物[Ni_2(L)]·DMF(1)和[Cu_4(L)_2(DMSO)_3]·2DMSO(2)。并用元素分析、FT-IR和X射线单晶衍射进行了表征。配合物1和2都属于三斜晶系,P1空间群,配合物1和2都为双核配合物。初步研究了配体和配合物的体外抑菌活性,结果表明,配体及其配合物1和2对金黄色葡萄球菌具有一定的抑菌活性。

以芳香族多羧酸为配体的Ni(Ⅱ)配位超分子的研制及光诱导下的表面电子行为

采用水热方法合成了2个Ni(Ⅱ)配合物[Ni3(btc)2(H2O)14]·4H2O(1)和[Ni2(btec)(bipy)2(H2O)6]·2H2O(2),(H3btc=1,3,5-benzenetricarboxylic acid,H4btec=1,2,4,5-benzenetetracarboxylic acid,bipy=2,2′-bipyridyl).通过X射线单晶衍射(XRD)、红外光谱(IR)、紫外-可见-近红外吸收光谱(UV-Vis-NIR)对化合物进行了表征.结果表明,化合物(1)是由2个均苯三甲酸根桥连的三核Ni(Ⅱ)离子的化合物,而化合物(2)是由1个均苯四甲酸根桥连的双核化合物,分子中bipy分子作为端基配体.分子中大量的水分子和羧酸根的存在使2个化合物分别被连成具有三维(3D)和二维(2D)结构的配位超分子化合物.着重研究了化合物的表面光电压光谱(SPS),并将其与UV-Vis-NIR吸收光谱进行了分析和对比,发现SPS中表面光伏响应带与UV-Vis-NIR吸收光谱的吸收峰在数量和位置上都是一一对应的.此外,对比2个化合物的表面光电压光谱可以看出,配合物的结构及中心金属的配位微环境对其表面光伏响应带的强度、位置和形状均有一定影响.

热处理凹凸棒石对Ni(Ⅱ)的吸附性能

凹凸棒石吸附性能优良,在重金属离子废水处理方面具有得天独厚的优势。研究了热处理凹凸棒石对Ni(Ⅱ)的吸附性能,分析了不同焙烧温度和时间的吸附剂、吸附剂用量、溶液的pH值、吸附时间等因素对吸附作用的影响。结果表明:经过50 min、40℃以上焙烧的热处理凹凸棒石对水溶液中Ni(Ⅱ)具有良好的吸附性能;在室温(25℃)条件下,吸附平衡时间约为90 min;溶液pH值约为8时,Ni(Ⅱ)可被热处理凹凸棒石定量吸附,吸附率接近100%;吸附动力学参数符合二级反应动力学模型。

壳聚糖膜与Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)复合物的IR光谱和XPS谱

将壳聚糖制成膜后浸泡在含有金属离子 Cu( )、Co( )、Ni( )的溶液中制备得到相应的复合物。根据 IR光谱中官能团特征频率的位移和 XPS谱中元素结合能的变化 ,表明 Co( )、Ni( )、Cu( )与壳聚糖膜的吸附机理包括物理作用和化学吸附 ,其中化学吸附是通过壳聚糖表面部分 - NH2 提供孤对电子和金属离子形成了配位键。

Co(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)在北山花岗岩上的吸附:表面配位模型及线性自由能关系

用批式法研究了Co（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）在北山花岗岩（BS03, 600 m）上的吸附. Co（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）在北山花岗岩上的吸附分配比（Kd）均随pH值、离子强度和吸附质浓度的变化而变化; 在低pH值范围, Co（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）的Kd 值随离子强度的增大显著减小, 而在高pH值范围,离子强度对Kd的影响较小; Co（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）在北山花岗岩上的吸附作用可以分别用1个离子交换反应和2个内层表面配位反应进行定量描述. 建立了表面配位反应平衡常数（K）与过渡金属二价离子水解常数（OHK）之间的线性自由能关系（LFER）,据此对Pb（Ⅱ）和Cu（Ⅱ）在花岗岩上的吸附进行了预测,并与实验结果进行了对比,获得了较好的一致性.

Ni(Ⅱ)-NH_3-Cl^--H_2O体系中Ni(Ⅱ)配合平衡热力学

根据质量平衡和电荷平衡的双平衡法,研究Ni(Ⅱ)-NH3-Cl--H2O体系中Ni(Ⅱ)配合平衡热力学;求出氨水浓度和氯离子浓度在0～5 mol/L范围内变化时,体系的pH值、体系中总镍、游离氯离子、游离氨以及各种镍-氨配合物等的平衡浓度,绘制热力学平衡图,并对热力学计算结果进行试验验证和差异分析。研究结果表明:镍离子浓度理论计算值与试验值之间的相对误差绝对平均值为6.91%,这说明该热力学模型是正确的,所选数据的准确性较好。

超声波法对吸附Ni(Ⅱ)吸附剂的再生

目前,有关超声波对有机改性凹凸棒黏土吸附剂的再生研究不多。研究了有机改性凹凸棒黏土吸附剂吸附Ni(Ⅱ)后,在超声波作用下再生后吸附Ni(Ⅱ)的效果及其与再生各因素的关系,分析了超声波对吸附剂的再生机理。结果表明:用超声波法对有机改性凹凸棒黏土吸附剂进行再生,在超声波频率40 Hz、功率500 W的条件下,最佳再生温度为45℃,最佳再生时间为1 min,最佳再生pH值为6,最佳再生固液比为7 g/L。吸附剂再生5次后,仍有较好的吸附效果。

室温固相法制备氢氧化镁及其对水溶液中Ni(Ⅱ)的吸附

以氯化镁、氢氧化钠、氯化钠为原料,利用室温固相反应制备了氢氧化镁。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法对样品的物相、形貌进行了表征。对氢氧化镁吸附处理含Ni(Ⅱ)废水进行了研究,考察了pH值、吸附时间和吸附温度等因素对氢氧化镁吸附Ni(Ⅱ)过程的影响,使用准一级动力学模型、准二级动力学模型对动力学数据进行了拟合,结果表明氢氧化镁对Ni(Ⅱ)的吸附过程符合准二级动力学模型,并且吸附量随温度的增加而增大。

废毛发生物炭的特性及其对Ni(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附研究

对利用废毛发制备得到的生物炭进行元素组成、扫描电子显微镜(SEM电镜)等特性的分析,考察其对水中重金属的吸附作用。采用Lagergren模型对Ni(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)吸附动力学过程进行拟合,采用Langmuir和Freundlich模型对Ni(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附等温过程进行拟合,以研究生物炭对水中重金属Ni(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附特征。结果表明:生物炭含碳量较高,p H呈碱性,表面结构呈多孔性,具有较强的吸附能力;碳化温度为300、350℃时制备的生物炭,对Ni(Ⅱ)的实际最大平衡吸附量分别为5. 48、6. 25 mg/g,对Zn(Ⅱ)的实际最大平衡吸附量分别为3. 02、3. 78 mg/g;生物炭的吸附以化学吸附为主,碳化温度越高,吸附速率越快,Lagergren模型能较好地描述生物炭对Ni(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附过程; Langmuir和Freundlich模型拟合曲线能较好地描述生物炭对Ni(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的等温吸附,吸附温度升高,生物炭吸附量增加,在温度为20、30和40℃时,对Ni(Ⅱ)的最大吸附量分别为5. 59、7. 16和7. 23 mg/g,对Zn(Ⅱ)的最大吸附量分别为1. 28、1. 29和1. 32 mg/g。

系列Ni(Ⅱ)配位超分子的晶体结构及表面光电压光谱分析

采用水热和水浴合成法,以不同的刚性和柔性有机羧酸衍生物为配体,合成了2个Ni(Ⅱ)配合物:[Ni(otpha)(Imh)3(H2O)2].H2O(1)(H2otpha=邻苯二甲酸),[Ni(mal)(phen)(H2O)2](2)(mal=丙二酸,phen=1,10-菲啰啉).采用X-射线单晶衍射确定2个配合物的分子结构.结构分析表明,配合物1和2均属于单斜晶系,空间群分别为P2(1)/n和P2(1)/c,中心金属Ni(Ⅱ)离子均为6配位,并由氢键将其分别连接成具有3D和1D结构的超分子.采用表面光电压光谱(SPS)研究了2个配合物的表面光电性能.结果表明,它们在300～800nm范围内均呈现出正的表面光伏响应,表明它们具有一定的光-电转换能力.对2个配合物的UV-Vis-NIR吸收光谱进行了测定和分析指认,并分别将它们的SPS谱与UV-Vis吸收光谱进行了对比分析,发现SPS谱中响应带的数量和位置与其UV-Vis吸收光谱中的吸收峰呈现出一致性.

Ni(Ⅱ)与HSA或BSA的结合平衡研究

用平衡透析法研究了生理pH(7.43)及pH(5.0)条件下Ni(Ⅱ)与HSA或BSA的结合平衡。Scatchard图分析表明 ,生理pH条件下 ,Ni(Ⅱ)在HSA或BSA中均有2个强结合部位 ,而在pH(5.0)条件下 ,只有1个强结合部位。Hill图分析表明Ni(Ⅱ)与HSA或BSA的结合均产生较强的正协同效应。通过不同pH对Ni(Ⅱ)与HSA或BSA结合的影响及Ni(Ⅱ)与Cu(Ⅱ)和Ca(Ⅱ)的竞争结合的结果 ,推测了两个强结合部位可能的结合位点和配位原子。竞争结果还表明Cu(Ⅱ)对Ni(Ⅱ)的结合有明显拮抗作用。Ca(Ⅱ)对Ni(Ⅱ)的结合影响很小。

Ni(Ⅱ)螯合物在氨基酸合成中的应用

Ni(Ⅱ)螯合物诱导合成氨基酸是氨基酸合成方法中一类新颖且有工业生产价值的合成方法.从合成方法学、络合金属离子的优选、配体的改进、卤代片段的选择、合成氨基酸种类等方面介绍该合成方法的研究进展.

2-甲酰基呋喃苯乙酰腙及其Ni(Ⅱ)配合物的晶体结构及热化学性质

以苯乙酸甲酯、水合肼和呋喃甲醛为原料,合成了配体2-甲酰基呋喃苯乙酰腙(H2L:C13H12N2O2),再与六水氯化镍反应,制得配合物Ni(HL)2(1),并对配体及配合物进行了元素分析和X射线单晶衍射结构表征,结果表明,配体晶体属单斜晶系,P21/c空间群,晶胞参数为:a=1.161 9(3)nm,b=1.359 8(3)nm,c=0.792 16(19)nm,β=109.307(4)°;Ni (Ⅱ)配合物晶体属三斜晶系,P1空间群,晶胞参数为:a=0.455 70(14)nm,b=1.094 7(3)nm,c=1.204 8(4)nm,β=98.302(5)°。利用热重实验研究了H2L和1的热稳定性,并计算了各自热分解过程的表观活化能(Ea),发现配合物的热稳定性要远高于配体。采用微量热法研究了H2L及1与小牛胸腺DNA(CT-DNA)的相互作用,实验结果表明,配合物的作用焓值(ΔH)要大于配体的焓值,说明配合物与CT-DNA的作用要比配体与CT-DNA的作用更强。

茶叶渣对Ni(Ⅱ)的吸附动力学及等温吸附模型研究

研究了茶叶渣对Ni(Ⅱ)的吸附动力学特性。在茶叶渣量1.2 g、pH5.5、温度25℃、吸附时间1 h条件下,研究了不同Ni(Ⅱ)初始浓度(120 mg/L、200 mg/L、320 mg/L、600 mg/L、800 mg/L、1 000 mg/L)的等温吸附曲线。得出了Langmuir、Freun-dlich及Temkin方程的有关参数。研究结果表明,Temkin等温吸附模型符合得更好。