乙二胺硅胶功能材料对Cu_2_的吸附特性
硅胶吸附原理
硅胶吸附原理
硅胶是一种常见的吸附剂，其吸附原理主要是利用其大的表面积和孔隙结构来吸附和分离目标物质。
硅胶是一种多孔性材料，其内部有大量的孔隙和微孔，这些微孔和孔隙可以提供很多表面积用于吸附目标物质。
硅胶吸附的原理主要有物理吸附和化学吸附两种。
在物理吸附中，硅胶的吸附是通过分子间的范德华力或静电力引起的，吸附速度较快，吸附剂与被吸附物之间没有共价键形成，可以通过调节温度、湿度等条件来控制吸附效果。
而在化学吸附中，硅胶与被吸附物之间发生了化学反应，形成化合物，吸附速度较慢，通常需要较长时间才能达到平衡。
硅胶的吸附性能主要受到其孔隙结构和表面性质的影响。
孔隙结构包括孔径和孔隙分布，孔径越大，表面积越大，吸附性能越好。
表面性质包括表面化学成分和电荷等，表面化学成分的改变可以增强或减弱吸附性能，而表面电荷的存在会影响吸附物质的电荷状态，从而影响吸附效果。
硅胶吸附可以应用于很多领域，例如制备高纯度化学物质、水处理、气体分离、食品加工等。
在实际应用中，可以根据目标物质的性质和需求选择适合的硅胶型号和条件，以实现高效的吸附和分离。
硅胶的吸附原理和应用实例
硅胶的吸附原理和应用实例1. 硅胶的吸附原理硅胶是一种多孔性材料，可用作吸附剂，其吸附原理主要基于以下几个方面：1.1 表面化学吸附硅胶表面具有大量的亲水基团（Si-OH），可以通过氢键或静电作用与水分子发生作用，吸附水分子及其他带电离子，如无机离子、有机离子等。
同时，硅胶具有较大的比表面积，提供了更多的吸附位点。
1.2 孔道扩散吸附硅胶具有丰富的孔道结构，孔径大小可以调控，从纳米级到微米级不等。
这些孔道能够容纳小分子进入并通过扩散作用被吸附，例如气体分子、有机物分子等。
1.3 静电吸附硅胶具有各种化学基团，如氨基、羟基等，这些基团具有一定的离子性。
通过电荷间的相互作用，硅胶能够与带有相反电荷的物质发生静电吸附作用，如与一些有机物、离子染料等。
2. 硅胶的应用实例硅胶由于其出色的吸附性能和广泛的适应性，被广泛应用在各个领域。
以下是一些常见的硅胶应用实例：2.1 干燥剂硅胶被广泛应用于各类包装中，作为干燥剂使用。
由于硅胶具有较高的吸湿能力，可以从包装空间中吸附水分，保持包装内部的干燥环境，防止产品受潮。
2.2 湿度调节剂硅胶也可用作湿度调节剂，其吸湿性能可用于调控湿度，使得环境湿度维持在一个合适的范围内。
例如在仓储、博物馆等场所，可使用硅胶湿度调节剂来保护文物、艺术品等易受潮的物品。
2.3 有机物吸附剂硅胶对于一些有机物的吸附能力较强，可以用作废水处理、空气净化等方面。
例如，硅胶可以吸附有机溶剂、油污等有害物质，净化处理废水。
同时，硅胶也可用于空气中的甲醛、苯等有害气体的吸附。
2.4 分离剂硅胶的孔道结构可以调控孔径大小，可用于分离不同分子大小的物质。
例如，硅胶柱色谱是一种常见的分离技术，可用于生物分子的分离纯化、药物分析等。
2.5 催化剂载体硅胶具有大的比表面积和孔道结构，可用作催化剂的载体。
硅胶载体可提供更多的催化活性位点，并提高催化反应的效率和选择性。
2.6 芯片封装材料硅胶具有优良的绝缘性能和热稳定性，被广泛应用于电子芯片封装材料中。
吸附 cu(ⅱ)的研究
吸附cu(ⅱ)的研究
吸附Cu（Ⅱ）的研究是在环境污染控制和资源回收领域中非常重要的一项研究。
以下是吸附Cu（Ⅱ）的研究：
一、吸附体系研究：
1. 原料选择：研究人员通过筛选各种天然原料或人工合成材料，选择适合吸附Cu（Ⅱ）的原料。
2. 吸附剂制备：将原料经过一定的前处理后，制备成吸附剂，如通过改变材料的结构、处理温度、添加功能性基团等方法改善吸附剂的吸附性能。
3. 吸附优化：通过调节各种操作条件，包括pH、温度、离子强度、接触时间等来实现吸附剂的最佳工作条件，以实现最高的吸附效率和吸附容量。
二、吸附机理研究：
1. 表征：研究人员采用一系列表征技术，如扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、紫外可见光谱等方法，对吸附体系和吸附剂进行表征，以了解吸附剂和Cu（Ⅱ）的作用机制。
2. 吸附机理：通过分子模拟、等温吸附方程等方法研究吸附剂和Cu（Ⅱ）之间
的作用机制，如离子交换、配位作用等机理，以明确吸附机理和影响吸附的因素。
三、吸附实际应用研究：
1. 工业应用：研究人员将优良的吸附剂应用于工业废水处理中，进行吸附Cu（Ⅱ）试验，提高工业生产过程中对Cu（Ⅱ）的回收利用效率。
2. 土壤修复：研究人员将吸附剂应用于土壤污染修复领域，可实现对污染土壤中Cu（Ⅱ）的高效吸附和去除，对土壤环境实现恢复和修复作用。
乙二胺螯合棉纤维的制备及吸附性能研究
乙二胺螯合棉纤维的制备及吸附性能研究近年来，环境污染已经成为一个严峻的全球性问题，许多水中的有毒物质造成了水污染，其中重金属离子是水污染的主要成分。
由于金属离子具有毒性，易溶于水，难以去除，因此，重金属离子的吸附和萃取是净化污染水的一种有效的方法。
目前，苯乙烯-乙酰胺(PEI)和氨基酸膜材料被广泛用于吸附重金属离子，惟存在活性物质消耗快、废水处理费用高等问题。
乙二胺(EDA)与PEI、氨基酸一样，也具有良好的抗菌、吸附、抗氧化、抗病原体和抗癌能力，因而在环境保护领域受到重视。
但是，EDA存在着粒度过小，比表面积小，活性受限等问题，因此，不能作为有效的重金属离子吸附剂单独使用。
有鉴于此，将其与纤维材料复合，可以使EDA获得更大的接触面积，通过增强其反应性来提高重金属离子的吸附效率。
棉纤维具有良好的耐热性、耐腐蚀性和吸水性，因而在纺织品业中使用广泛。
同时，由于棉纤维的表面由细微的纤维构成，具有大量的活性部位，且具有良好的可锻性，因此易于与其他物质复合，制备乙二胺螯合棉纤维。
在乙二胺螯合棉纤维的制备方面，主要包括四个步骤：预处理、乙二胺改性、精细加工和螯合。
首先，将棉纤维预处理，以确保棉纤维的洁净。
其次，将氨基树脂(AN)和EDA混合，然后将改性剂与棉纤维进行混合，以便形成棉纤维和AN-EDA层。
然后，将混合物经过精细加工，使其在表面形成大量的乙二胺孔和具有凸起部位，使得乙二胺载体更加均匀分布。
最后，EDA纤维经螯合处理，使其全部或部分交联，使得反应速率和使用寿命大大增加。
乙二胺螯合棉纤维在重金属离子的吸附作用方面具有优异的性能。
首先，棉纤维活性部位的纳米尺寸可以有效吸引重金属离子；其次，乙二胺改性使其具备更强的吸附性；第三，乙二胺孔被混合物充分包覆，致使有效接触面积进一步增加；最后，乙二胺螯合棉纤维具有良好的力学强度，容易回收和多次使用，特别是其高活性和结构的稳定性，使其在净化含重金属离子废水中性能优异。
P(St-GMA)-IDA-Cu(Ⅱ)微球的制备及其吸附性能
文章编号:１００１Ｇ９７３１(２０１８)０８Ｇ０８０６２Ｇ０６P(S tＧGMA)ＧI D AＧC u(Ⅱ)微球的制备及其吸附性能∗王㊀凯１,邱广明２,赵丽娟１,靳瑞发１,李秀华１(１．赤峰学院化学化工学院,内蒙古自治区光电功能材料重点实验室,内蒙古赤峰０２４０００;２．内蒙古工业大学能源与动力学院,呼和浩特０１００５１)摘㊀要:㊀采用分散聚合法制备聚P(S tＧGMA)微球,通过开环反应将亚氨基二乙酸(i m i n o d i a c e t i c a c i d,I D A)接枝在微球的表面,然后与金属离子的螯合,制备了一种P(S tＧGMA)ＧI D AＧC u(Ⅱ)微球吸附剂.采用扫描电镜(S E M)㊁红外光谱(I R)和电导率仪等对其进行了表征.探讨了P(S tＧGMA)ＧI D AＧC u(Ⅱ)微球对牛血清蛋白(b oＧv i n e s e r u ma l b u m i n,B S A)的吸附性能,考察了p H值和吸附时间等对B S A的吸附量的影响,研究了其吸附动力学和吸附热力学特性.结果表明,p H＝６时,吸附量最大;在２９８K时,P(S tＧGMA)ＧI D AＧC u(Ⅱ)微球的最大吸附量为３７．６６m g/g,吸附符合L a n g m u i r方程;动力学研究结果表明,准二级动力学方程能较好拟合动力学实验结果.关键词:㊀分散聚合;微球;吸附;牛血清蛋白中图分类号:㊀T Q３１６．３文献标识码:A D O I:１０．３９６９/j．i s s n．１００１Ｇ９７３１．２０１８．０８．０１００㊀引㊀言高纯度的蛋白质是进行生命科学研究以及蛋白质分析的基础,但在实际样品中目标蛋白总是与其他组分共存,所以蛋白质的分离纯化得到越来越多的科技工作者的关注.根据蛋白质的物理和化学性质的不同,人们建立了一系列分的蛋白质的分离方法[１],如滤膜过滤㊁盐析㊁有机溶剂沉淀㊁离子交换层析等[２Ｇ３].使用这些方法导致蛋白质的分离效率较低,纯度也不够,工艺繁杂且容易造成蛋白质的失活等情况[４].为了克服这些问题,固定金属离子微球对蛋白质进行分离纯化是被广泛应用.固定金属离子微球由微球载体㊁螯合基和金属离子３部分组成,利用微球表面固定的金属离子与蛋白质表面的组氨酸残基配位结合,高选择性地吸附蛋白质,在蛋白质固定和分离方面有广泛应用[５Ｇ６].聚合物微球具有比表面积大㊁单分散性好㊁制备及功能化简单等优点[７Ｇ１０],能够通过共聚㊁开环或加成等反应连接固定金属的配位基,从而实现对蛋白快速分离和纯化的目的.叶青等[１１]以βＧ环糊精(βＧC D)充当载体,并且亚氨基二乙酸(I D A)作为反应物,制备了新型固定金属离子的吸附剂,研究了该吸附剂在对牛血清蛋白(B S A)的吸附性能.石若冰等[１２]通过模板法来制取单分散性的磁性硅胶微球,利用亚氨基二乙酸进行表面改性,通过与C u２＋螯合,制备了一种新型的吸附剂用于对牛血清蛋白的吸附研究.目前,聚苯乙烯微球是研究比较成熟聚合物材料,但该微球的疏水性较强,与生物相容性不好,因此对聚苯乙烯微球进行亲水性改性或设计开发新型骨架载体已成为研究重点.为解决单一聚苯乙烯微球在蛋白质生物相容性和吸附不易脱附的问题,采用甲基丙烯酸缩水甘油酯为功能单体与苯乙烯进行共聚,甲基丙烯酸缩水甘油酯具有双键和三元环,易于发生聚合和开环反应,为载体骨架的制备和表面的修饰或设计提供了有利的条件[１３Ｇ１４].实验以苯乙烯(S t)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为共聚单体,通过分散聚合制备了聚合物微球P(S tＧGMA),利用亚氨基二乙酸与其进行开环反应,在P(S tＧGMA)载体上连接I D A配体分子,对P(S tＧGMA)ＧI D A进行固定金属离子,制备了P(S tＧGMA)ＧI D AＧC u(Ⅱ)微球吸附剂,并将其应用于牛血清蛋白的吸附,考察了吸附剂的吸附性能.１实㊀验１．１㊀试剂和仪器１．１．１㊀试剂甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA),A R,艾科试剂;苯乙烯(S t),A R,国药集团化学试剂有限公司;偶氮二异丁腈,A R,艾科试剂;聚乙烯吡咯烷酮,A R,国药集团化学试剂有限公司;P E G６０００,艾科试剂;牛血清蛋白(B S A),A R,国药集团化学试剂有限公司;亚氨基二乙酸(I D A),A R,艾科试剂;无水乙醇㊁C u S O４:以上试剂均为分析纯.２６０８０２０１８年第８期(４９)卷∗基金项目:国家自然科学基金资助项目(５１２６３０１３,２１５６３００２);内蒙古自然科学基金资助项目(２０１５M S０５３４);内蒙古自治区高等学校科学研究资助项目(N J Z Y１７３０２,N J Z C１６２５２)收到初稿日期:２０１８Ｇ０４Ｇ１６收到修改稿日期:２０１８Ｇ０６Ｇ２５通讯作者:邱广明,EＧm a i l:q i u g m＠h o t m a i l．c o m 作者简介:王㊀凯㊀(１９８１－),男,山东聊城人,讲师,主要从事高分子功能材料的研究.１．１．２㊀仪器扫描电镜,S E M ,J S M６４００,J a p a n ;红外光谱仪,N i c o l e t ５１０P 型,A m e r i c a ;紫外可见分光光度计,T U Ｇ１９０１型,北京普析;双层空气恒温振荡器,N S Ｇ２１０２C型,上海福马实验设备.１．２㊀P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球吸附剂的制备P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球吸附剂制备过程如图１所示.图１㊀P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球的合成示意图F i g １As c h e m a t i cm e c h a n i s mf o r s y n t h e s i s o f P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)m i c r o s ph e r e １．２．１㊀P (S t ＧGMA )微球的制备称取１．２５g 的聚乙烯吡咯烷酮(P V P )于三颈瓶中,加入无水乙醇１００m L ,搅拌的作用下将其溶解.待恒温水浴升温到７０ħ后,充氮气.称取０．１g 偶氮二异丁腈,量取５m L 的苯乙烯(S t )和１０m L 的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA )加入１００m L 烧杯中,搅拌溶解后将其快速加入三颈瓶中.反应进行２４h 后,蒸馏水洗涤３~４次,离心干燥,备用.１．２．２㊀P (S t ＧGMA )ＧI D A 的制备量取５０m L１．０m o l /L 的亚氨基二乙酸溶液于三颈瓶中,然后向三颈瓶中加入１０g 无水碳酸钠和５０m L 甲醇溶液,通过搅拌使之完全溶解;用１m o l /L的N a O H 溶液调节至p H 值＝１１,加入５g P (S t ＧGMA )微球进行开环反应,在６０ħ下反应８h .反应完成后,用草酸酸化至中性,蒸馏水洗涤３~４次,离心干燥,备用.１．２．３㊀P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球吸附剂的合成将P (S t ＧGMA )ＧI D A 微球浸入１００m L ２％的C u S O ４溶液中,在６０ħ下充分振荡１０h ,得到P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球.所得产物用蒸馏水洗涤３~５次,以除去未被吸附的铜离子,蒸馏水洗涤３~４次,离心干燥,即成功制得P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球吸附剂.１．３㊀P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球对B S A 的吸附性能测试称取一定量的P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球和５０m L 一定浓度的B S A 溶液分别加入若干锥形瓶中,调节振荡频率(１５０r /m i n )进行吸附实验.吸附完成后进行离心分离,通过紫外可见分光光度计在波长２８０n m 处对溶液中B S A 浓度进行测定,根据式(１)计算单位质量P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球对B S A 的吸附量qe ＝(C ０－C e )Vm(１)㊀㊀式中,qe 为平衡吸附量,m g /g ;C ０和C e 分别为B S A 的初始浓度和平衡浓度,m g /L ;V 为溶液的体积,L ;m 为P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球吸附剂的干重,g.２㊀实验结果与讨论２．１㊀扫描电镜合成的聚合物P (S t ＧGMA )微球和经I D A 改性后P (S t ＧGMA )ＧI D A 微球的S E M 表面形貌分别为如图２(a )和(b )所示.由图２(a)可知,采用分散聚合法制备共聚P (S t ＧGMA )微球,形态规则,表面比较光滑,平均粒径为４．８５μm ,粒径分布均匀.经I D A 开环反应后,如图２(b )所示,微球的粒径基本保持不变,表面形状没有发生变化.２．２㊀I R 分析在图３(a )中,１７２５c m －１处的吸收峰为GMA 单体中酯羰基的特征吸收峰,９１２,８４３c m －１处的峰为环氧键的特征吸收峰,上述吸收峰表明,GMA 已发生聚合生成了P (S t ＧGMA )复合微球.通过对图３(a)与(b )的两张图谱比较可以看出,谱图３(b )中环氧键的特征吸收峰(９７２,８５５c m －１)强度已经减弱,同时还出现了I D A 中的N H 的特征吸收峰(１６４０c m －１);在３６０８０王㊀凯等:P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球的制备及其吸附性能图３(b)３５４４c m－１处出现的 O H较为明显的比图３(a)的 O H吸收峰强,这些吸收峰的变化表明I D A分子已被接枝在P(S tＧGMA)微球的表面.图２㊀扫描电镜照片F i g２S c a n n i n g e l e c t r o nm i c r o g r a p h图３㊀P(S tＧGMA)微球和P(S tＧGMA)ＧI D A微球的红外光谱F i g３F TＧI Rs p e c t r a o f P(S tＧGMA)m i c r o s p h e r e s a n dP(S tＧGMA)ＧI D A m i c r o s p h e r e s２．３㊀羧基含量测定微球表面的羧基密度直接影响金属离子的螯合量,微球表面的羧基密度越高,越有利于金属离子的螯合,从而增加蛋白质的吸附量.通过电导滴定法测定P(S tＧGMA)ＧI D A微球表面羧基含量的电导率变化曲线如图４所示,电导率变化分３个阶段:开始加入N a OH时,H C l先与N a O H反应,生成N a C l.在这一阶段,电导率逐渐下降,主要是因为H C l的导电能力大于N a C l.达到B点时H C l完全被N a O H中和,此后继续加入的N a OH,N a OH与P(S tＧGMA)ＧI D A微球表面的羧基反应,这时溶液中只有N a＋浓度的增加,其导电能力较弱,所以电导率变化不大.到C点时羧基被完全反应,在这一阶段,继续加入的N a O H完全参与羧基反应.C点之后反应进入第３个阶段,由于这个阶段N a O H没有发生反应,所以电导率的大小仅取决于N a O H的浓度.图４㊀P(S tＧGMA)ＧI D A微球羧基含量的测定F i g４M e a s u r i n g t h ec o n t e n to fc a r b o x y l g r o u p so nt h eP(S tＧGMA)ＧI D A m i c r o s p h e r e s㊀㊀因此,由图４可知,P(S tＧGMA)ＧI D A微球表面羧基的含量就是B C段N a O H的消耗量.计算公式C＝NˑVm(２)㊀㊀式中,N代表的是N a O H标准溶液的浓度,m o l/L; V代表B C段消耗了的标准N a O H溶液的体积,m L; m为(S tＧGMA)ＧI D A微球的质量,g.根据数据计算可得,样品中小球羧基的含量为３０．４５mm o l/g,同时也进一步说明微球的表面已发生开环反应.２．４㊀吸附剂的吸附性能研究２．４．１㊀p H值对吸附量的影响p H是P(S tＧGMA)ＧI D AＧC u(Ⅱ)微球吸附B S A 是重要的影响影响因素之一,因为P(S tＧGMA)ＧI D AＧC u(Ⅱ)微球吸附B S A主要是靠静电作用,静电作用主要在金属离子和牛血清蛋白表面组氨酸的咪唑基之间发生[１５],p H值改变P(S tＧGMA)ＧI D AＧC u(Ⅱ)微球表面的电荷性.固定其它条件不变的情况下,在p H值＝４~１１时测定B S A的吸附量,如图５所示.在p H 值＝６时吸附量最大,当p H值(p H值＞７)升高时, O H－与吸附剂表面的C u离子产生静电作用力,与B S A在P(S tＧGMA)ＧI D AＧC u(Ⅱ)微球表面的吸附进行竞争,从而导致吸附量下降;当p H值较低时,牛血清蛋白的组氨酸上的咪唑基被质子化,影响了牛血清蛋白与金属离子的螯合,导致p H值较低时吸附量下降.图５㊀溶液p H值对吸附量的影响F i g５T h e e f f e c t o f p Ho n t h e a d s o r p t i o n c a p a c i t y４６０８０２０１８年第８期(４９)卷２．４．２㊀时间对吸附性能的影响及吸附动力学配制１００m L１０００m g/L 的B S A 溶液于锥形瓶中,加入０．５g P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球吸附剂,在２９８K 下考察不同吸附时间对吸附量的影响.如图６所示,在吸附开始阶段,吸附量快速增加,在９０m i n左右吸附基本达到饱和.这是由于吸附初期,P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球吸附剂有较多的配位结合点,且溶液的主体与吸附剂的表面有较大的浓度梯度,扩散的推动力比较大,B S A 经溶液的主体能快速的扩散到微球表面,使微球的吸附量增加较快;随着时间的增加,P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球吸附剂表面的吸附位接近饱和,吸附量基本保持不变.图６㊀吸附时间对吸附量的影响F i g ６E f f e c t o f a d s o r p t i o n t i m eo n t h e a d s o r pt i o nc a Ｇp a c i t y㊀㊀为了研究吸附过程的速率规律和吸附机理.分别采用准一级动力学方程和准二级动力学方程对数据进行模拟.准一级动力学方程的线性表达式[１６]l n (q e －q t )＝l n qe －k １t (３)㊀㊀准二级动力学方程的线性表达式[１７]t q t ＝１k ２q２e ＋tq e (４)㊀㊀式中,q t 为t 时刻的吸附量,m g /g ;qe 为平衡吸附量,m g /g;t 为吸附时间,m i n ;k １为准一级动力学速率常数,m i n －１;k ２为准二级吸附速率常数,g/(m i n m g).利用准一级动力学模型(式(３))和准二阶动力学模型(式(４))对所测实验数据采用o r i g i n ７．５进行线性拟合如图７所示,由直线的斜率和截距计算得到动力学参数见表１.由图７和表１可以看出,准二级动力学模型对P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球吸附B S A 有较好的线性拟合,相关系数R ２＞０．９９０,而且平衡吸附量qe ＝２０．０７m g /g 与实验值是接近的,从R ２的数值和拟合曲线接近实验点的程度可知,准二级动力学模型可更好的描述P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球吸附B S A 的吸附行为.图７㊀准一级和二级动力学模型F i g ７P s e u d o Ｇf i r s t Ｇo r d e ra n d p s e u d o Ｇs e c o n d Ｇo r d e rk i Ｇn e t i c s p l o t s f o r a d s o r p t i o n 表１㊀吸附动力学模型拟合模型参数结果T a b l e １T h e r e g r e s s i o n c o e f f i c i e n t s f o r t h e a d s o r p t i o nk i n e t i c e qu a t i o n s 温度准一级动力学方程准二级动力学方程qe /m g g －１k １/m i n－１R ２qe /m g g －１k ２/ˑ１０－３g m i n －１ m g－１R ２２９８K２０．０７６７０．０４０２４０．９７５４２０．９７７６３．４０３０．９９７２２．４．３㊀等温吸附模型为了进一步分析P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球对溶液中B S A 的吸附特性,在２９８K 下,微球对B S A 进行平衡吸附的实验研究,用L a n gm u i r 和F r e u n d l i c h 等温吸附模型对实验数据进行拟合,以其说明P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球的吸附机理.L a n gm u i r 等温吸附方程[１８]C e q e ＝C e q m ＋１q mb (５)㊀㊀F r e u n d l i c h 等温吸附方程[１９]l n qe ＝l n K F ＋１n l n C e (６)㊀㊀式中,q e 为平衡吸附量,m g /g ;q m 为单层吸附的最大吸附量,m g /g ;C e 为平衡时溶液的浓度,m g /L ;b 是L a n g m u i r 模型的吸附平衡常数,L /g;K F 为经验常数,L /g ,与吸附能力大小有关;n 与吸附分子和吸附剂表面作用强度相关.利用L a n gm u i r 和F r e u n d l i c h 等温吸附方程模型对２９８K 所测等温吸附实验数据进行线性拟合(如图５６０８０王㊀凯等:P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球的制备及其吸附性能８),通过拟合直线的斜率和截距计算得到参数见表２.L a n g m u i r 等温吸附方程对P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球吸附B S A 比较点比较接近,相关系数比较高(R ２＞０．９９),因此,P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球对B S A 的吸附行为符合L a n gm u i r 等温吸附模型.由表２可知,由L a n gm u i r 拟合结果得到P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球对B S A 的最大吸附量３７．６６m g /g ,与实验测得值接近,且此最大吸附量是比以βＧ环糊精键合硅胶为载体制备的固定金属离子亲和吸附剂的吸附量高的[１３].表２㊀B S A 在P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球上的L a n gm u i r 和F r e u n d l i c h 吸附参数T a b l e ２T h e p a r a m e t e r s o fL a n g m u i r a n dF r e u n d l i c h f o r a d s o r p t i o no nP (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)m i c r o s ph e r e s 温度L a n gm u i r F r e u n d l i c hq m /m g g －１b /L g－１R ２K F /m gg －１n R ２２９８K３７．６６４８０．００２２３０．９９２６２．３０５２．８８２７０．９８３１图８㊀L a n gm u i r 和F r e u n d l i c h 吸附等温模型F i g ８A d s o r p t i o n i s o t h e r m s o f L a n g m u i r e qu a t i o n a n d F r e u n d l i c he qu a t i o n ３㊀结㊀论采用分散聚合法制备了粒径均一的P (S t ＧGMA )微球,通过开环反应对其进行羧基化,利用羧基对铜离子的螯合作用,制备了P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球吸附剂吸附剂,并将其应用于对牛血清蛋白的吸附.(１)㊀制备的P (S t ＧGMA )微球表面光滑,粒径均一,平均粒径为４．８５μm ,经开环反应后,微球的粒径和表面形状基本没有发生变化,且螯合配基羧基的密度为３０．４５μm o l /g.(２)㊀吸附量受p H 值的影响较大,在p H 值＝６时,吸附量最大;在９０m i n 时,吸附达到吸附平衡,吸附符合二级动力学模型.(３)㊀在２９８K 时,固定金属离子的聚合物吸附剂对B S A 吸附符合l a n gm u i r 吸附模型,最大吸附量达到３７．６６m g /g,说明这种P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球吸附剂对蛋白质具有良好的吸附性能.参考文献:[１]㊀W a n g ZL ,Yu eT L ,Y u a n Y H ,e ta l ．K i n e t i c so fa d Ｇs o r p t i o no f b o v i n e s e r u ma l b u m i no n m a g n e t i c c a r b o x ym Ｇe t h y l c h i t o s a nn a n o pa r t i c l e s [J ]．I n t e r n a t i o n a l J o u r n a lo f B i o l o gi c a lM a c r o m o l e c u l e s ,２０１３,５８:５７Ｇ６５．[２]㊀C h a iM ,Y eY ,C h e n V．S e pa r a t i o na n dc o n c e n t r a t i o no f m i l k p r o t e i n sw i t h a s ub m e r g e dm e m b r a n e v i b r a t i o n a l s ys Ｇt e m [J ]．J o u r n a lo f M e m b r a n eS c i e n c e ,２０１７,５２４(２):３０５Ｇ３１４．[３]㊀Z h a n g Y M ,W a n g W T ,M aX D ,e ta l ．P o l y d o pa m i n e a s s i s t e d f ab r ic a t i o no f t i t a n i u m o x id en a n o pa r t i c l e s m o d i Ｇf i e dc o l u m nf o r p r o t e i n ss e p a r a t i o nb yc a p i l l a r y el e c t r o Ｇc h r o m a t o g r a p h y [J ]．A n a l y t i c a lB i o c h e m i s t r y ,２０１６,５１２(１１):１０３Ｇ１０９．[４]㊀C a o M i a o ,L i Z h o n g h o n g ,Z h u W e i ．A d s o r pt i o no f b o v i n e s e r u ma l b u m i nb y r e a c t i v e r e d１２０m o d i f i e dm a gn e t i c c h i Ｇt o s a nm i c r o s p h e r e s [J ]．F o o dS c i e n c e ,２０１３,３４(２１):６４Ｇ６８(i nC h i n e s e )．曹㊀淼,李忠宏,朱㊀伟．活性红１２０改性磁性壳聚糖微球对牛血清白蛋白的吸附性能[J ]．食品科学,２０１３,３４(２１):６４Ｇ６８．[５]㊀D i n g L i b i n ,W a n g Y i f e n g ．T h e p r e pa r a t i o na n dc h a r a c t e r Ｇi z a t i o no f p r o t e i n i m p r i n t i n g p o l ym e r o f c h i t o s a n a n dm e t a l i o n c o o r d i n a t i o n c o m p o u n d [J ]．P o l y m e rM a t e r i a l sS c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g,２０１０,２６(０２):１２５Ｇ１２７(i nC h i n e s e )．丁利斌,王艺峰．壳聚糖金属离子配合物蛋白质印迹聚合物的制备与表征[J ]．高分子材料科学与工程,２０１０,２６(０２):１２５Ｇ１２７．[６]㊀K a r aA ,O s m a nB ,Y a v u zH ,e t a l ．I mm o b i l i z a t i o no f αＧa m y l a s e o nC u ２＋c h e l a t ed p o l y (e t h y l e n e g l y c o l d i m e t h a c Ｇr y l a t en v i n y l i m i d a z o l e )m a t r i xv i aa d s o r pt i o n [J ]．R e a c Ｇt i v e a n dF u n c t i o n a l P o l ym e r s ,２００５,６２(５):６１Ｇ６８．[７]㊀C h e nJX ,Z h a oC ,H u a n g H H ,e t a l ．H i g h l y c r o s s l i n k e d p o l y (e t h y l e n e g l y c o ld i m e t h a c r y l a t e )Ｇb a s e d m i c r o s ph e r e s v i as o l v o t h e r m a l p r e c i p i t a t i o n p o l ym e r i z a t i o ni n a l c o h o l w a t e r s y s t e m [J ]．P o l ym e r ,２０１５,８３(１):２１４Ｇ２２２．[８]㊀L i uX Y ,Z h e n g S W ,H o n g R Y ,e ta l ．P r e pa r a t i o no f m a g n e t i c p o l y (s t y r e n e Ｇc o Ｇa c r y l i ca c i d )m i c r o s p h e r e sw i t h a d s o r p t i o no f p r o t e i n [J ]．C o l l o i d s a n dS u r f a c e sA :P h ys i Ｇc o c h e m i c a l a n dE n g i n e e r i n g A s pe c t s ．２０１４,４４３(２):４２５Ｇ４３１．D O I :１０．１０１６/j ．c o l s u rf a ．２０１３．１１．０２５．[９]㊀T i a nQ ,Y uD M ,Z h uK M ,e t a l ．M u l t i Ｇh o l l o w p o l ym e r m i c r o s p h e r e sw i t he n c l o s e ds u r f a c e sa n dc o m p a r t m e n t a l Ｇi z e d v o i d s p r e p a r e d b y s e e d e d s w e l l i n g p o l y m e r i z a t i o n ６６０８０２０１８年第８期(４９)卷m e t h o d [J ]．J o u r n a lo f C o l l o i d a n d I n t e r f a c e S c i e n c e,２０１６,４７３(７):４４Ｇ５１．D O I :１０．１０１６/j ．jc i s ．２０１６．０３．０６３．[１０]㊀C h e n JX ,Z h a oC ,H u a n g H H ,e t a l ．H i g h l yc r o s s l i n k ed p o l y (e t h y l e n e g l y c o ld i m e t h a c r y l a t e )Ｇb a s e d m i c r o s p h e r e s v i as o l v o t h e r m a l p r e c i p i t a t i o n p o l ym e r i z a t i o ni na l c o h o l w a t e rs y s t e m [J ]．P o l ym e r ,２０１５,８３(１):２１４Ｇ２２２．D O I :１０．１０１６/j ．p o l ym e r ．２０１５．１２．０２８．[１１]㊀Y eQ i n g ,W a n g S h i b i n g ,Y e W e n y u ．P r e pa r a t i o no fn o Ｇv e l i mm ob i l i z e d m e t a l i o na f f i n i t y ad s o r be n tf o r p r o t e i n a d s o r p t i o n [J ]．J o u r n a l o fH e n a nU n i v e r s i t y (N a t u r a l S c i Ｇe n c e ),２００７,３７(２):１５２Ｇ１５５(i nC h i n e s e )．叶㊀青,王守斌,叶文玉．新型固定金属离子亲和吸附剂的制备及对蛋白质的吸附研究[J ]．河南大学学报(自然科学版),２００７,３７(２):１５２Ｇ１５５．[１２]㊀S h iR u o b i n g ,Z h a n g Z h i c h a o ,C h e nL e i ,e t a l ．M a gn e t i c s i l i c a m i c r o s p h e r e sa san o v e ls u p po r tf o ri mm o b i l i z e d m e t a l a f f i n i t yp u r i f i c a t i o no f p r o t e i n s /p e p t i d e s [J ]．C h i Ｇn e s e J o u r n a l o fA n a l y t i c a l C h e m i s t r y,２００７,３５(５):６２８Ｇ６３２(i nC h i n e s e )．石若冰,张志超,陈㊀磊,等．基于磁性微球的固定化金属亲和载体及其在蛋白质/多肽纯化中的应用[J ]．分析化学,２００７,３５(５):６２８Ｇ６３２．[１３]㊀W a n g K ,Qi uG M ,C a oH Y ,e t a l ．R e m o v a l o f c h r o m i Ｇu m (Ⅵ)f r o m a q u e o u ss o l u t i o n su s i n g F e ３O ４m a g n e t i c p o l y m e rm i c r o s p h e r e sf u n c t i o n a l i z e d w i t ha m i n o g r o u p s [J ]．M a t e r i a l s ,２０１５,８:８３７８Ｇ８３９１．[１４]㊀H w a n g C W ,K w a kNS ,H w a n g TS ．P r e p a r a t i o n o f p o Ｇl y(GMA Ｇc o ＧP E G D A )m i c r o b e a d s m o d i f i e d w i t h i m i n o d i Ｇa c e t i ca c i da n dt h e i ri n d i u m a d s o r p t i o n p r o pe r t i e s [J ]．C h e m i c a l E n g i n e e r i n g Jo u r n a l ,２０１３,２２６:７９Ｇ８６．[１５]㊀L iR o n g ,C h e n G u o l i a n g ,Z h a o W e n m i n g．I mm o b i l i z e d m e t a l i o n a f f i n i t y c h r o m a t o g r a p h y m e t h o d s ,p r i n c i pl e s ,c h a r a c t e r i s t i c s a n da p p l i c a t i o n s f o r p r o t e i n s e pa r a t i o n [J ]．C h e m i s t r y B u l l e t i n ,２００５,５:３５２Ｇ３６０(i nC h i n e s e )．李㊀蓉,陈国亮,赵文明．固定金属离子亲和色谱 蛋白质分离的方法㊁原理㊁特性和应用[J ]．化学通报,２００５,５:３５２Ｇ３６０．[１６]㊀Y a nH ,L iHJ ,Y a n g H ,e t a l ．R e m o v a l o f v a r i o u s c a t Ｇi o n i c d y e s f r o ma q u e o u s s o l u t i o n s u s i n g a k i n d o f f u l l y bi Ｇo d e g r a d a b l em a g n e t i c c o m p o s i t em i c r o s ph e r e [J ]．C h e m Ｇi c a l E n g i n e e r i n g Jo u r n a l ,２０１３,２２３(５):４０２Ｇ４１１．[１７]㊀W a n g ZL ,Y u eT L ,Y u a nY H ,e t a l ．K i n e t i c so f a d Ｇs o r p t i o n o f b o v i n e s e r u ma l b u m i n o nm a g n e t i c c a r b o x ym Ｇe t h y l c h i t o s a nn a n o p a r t i c l e s [J ]．I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f B i o l o g i c a lM a c r o m o l e c u l e s ,２０１３,５８(７):５７Ｇ６５．[１８]㊀C h e n g Y u e ,X i a oZ h i g u o ,Y uH o n g w e i ,e t a l ．P r e pa r a t i o n a n da d s o r p t i o n p r o p e r t i e so f a m i n o m o d i f i e d m e s o p o r o u s m i c r o s p h e r eF e ３O ４＠S i O ２＠m S i O ２m a g n e t i ca d s o rb e n t [J ]．J o u r n a lo f F u nc t i o n a l M a t e r i a l s ,２０１７,４８(１２):１２１３５Ｇ１２１４１(i nC h i n e s e )．成㊀岳,肖治国,余宏伟,等．氨基化修饰介孔F e ３O ４＠S i O ２＠mS i O ２磁性吸附剂的制备及吸附性能的研究[J ]．功能材料,２０１７,４８(１２):１２１３５Ｇ１２１４１．[１９]㊀K eF ,J i a n g J ,L i YZ ,e t a l ．H i g h l y se l e c t i v e r e m o v a l of Hg ２＋a n dP b ２＋b y t h i o l Ｇf u nc t i o n a l i z e dF e ３O ４＠me t a l Ｇo r Ｇg a n i cf r a m e w o r kc o r e Ｇs h e l lm ag n e t i c m i c r o s ph e r e s [J ]．A p pl i e dS u r f a c eS c i e n c e ,２０１７,４１３(８):２６６Ｇ２７４．P r e p a r a t i o no fP (S t ＧG M A )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)m i c r o s p h e r e s a n d i t s a d s o r p t i o n p r o pe r t i e s WA N G K a i １,Q I U G u a n g m i n g ２,Z H A O L i ju a n １,J I N R u i f a １,L IX i u h u a １(１．C o l l e g e o fC h e m i s t r y a n dC h e m i c a l E n g i n e e r i n g ,I n n e rM o n g o l i aK e y L a b o r a t o r yo f P h o t o e l e c t r i cF u n c t i o n a lM a t e r i a l s ,C h i f e n g U n i v e r s i t y ,C h i f e n g ０２４０００,C h i n a ;２．S c h o o l o f E n e r g y a n dP o w e rE n g i n e e r i n g ,I n n e rM o n g o l i aU n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y ,H u h h o t ０１００５１,C h i n a )A b s t r a c t :P (S t y r e n e ＧG l y c i d y lm e t h a c r y l a t e )(P (S t ＧGMA ))m i c r o s p h e r e sw e r es y n t h e s i z e da d o p t i n g d i s pe r s i o n c o p o l y m e r i z a t i o n ,a n d i m i n o d i a c e t i c a c i d (I D A )w a s t h e n g r af t e d o n t h e s u r f a c e o f P (S t ＧGMA )m i c r o s ph e r e s v i a t h e r i n g Ｇo p e n i n g r e a c t i o n ,t o f o r mP (S t ＧGMA )ＧI D A m i c r o s p h e r e s ．N e wP (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)m i c r o s ph e r e s w e r e p r e p a r e db y c o o r d i n a t i n g C u (Ⅱ)o nP (S t ＧGMA )ＧI D A m i c r o s p h e r e s ．T h ea d s o r b e n tw a s c h a r a c t e r i z e db y s c a n n i n g e l e c t r o nm i c r o s c o p e (S E M ),F o u r i e r t r a n s f o r mi n f r a r e d s p e c t r o m e t e r (F T ＧI R ),a n dc o n d u c t i v i t y me Ｇt e r ．T h e a d s o r p t i o n p e rf o r m a n c e so fb o v i n es e r u ma l b u m i n (B S A )o nP (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)m i c r o s p h e r e s w a s d i s c u s s e d i nd e t a i l ,i n c l u d i n gp Ha n dc o n t a c t t i m e ．T h e t h e r m o d y n a m i c a n dk i n e t i c p a r a m e t e r s i na d s o r pＧt i o n p r o c e s sw e r es t u d i e dt od i s c u s s t h e m e c h a n i s m o fa d s o r p t i o n ．T h ee x pe r i m e n t a l r e s u l t ss h o w e dt h a t t h e h i g h e s t a d s o r p t i o n c a p a c i t y of P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)m i c r o s p h e r e sw a s a r o u n d p H＝６．T h eh igh e s t a d s o r p Ｇti o nc a p a c i t y w a s ３７．６６m g /g a t ２９８Ka n d t h e e q u i l i b r i u ma d s o r p t i o nd a t a f i t t e dw e l l t oL a n g m u i r ．T h e k i n e t i c e x pe r i m e n t a l d a t aw e r e c o r r e l a t e dw i t hs e c o n d Ｇo r d e r k i n e t i cm o d e l ．K e y w o r d s :d i s p e r s i o n c o p o l y m e r i z a t i o n ;m i c r o s p h e r e s ;a d s o r pt i o n ;b o v i n e s e r u ma l b u m i n ７６０８０王㊀凯等:P (S t ＧGMA )ＧI D A ＧC u (Ⅱ)微球的制备及其吸附性能。
硅胶改性壳聚糖膜的制备及其对Cu^2+的吸附性能
硅胶改性壳聚糖膜的制备及其对Cu 2+的吸附性能王勇力,刘妮,李海洋,刘金彦(内蒙古科技大学化学与化工学院,内蒙古包头014010)摘要:重金属是水体中十分严重的生态环境污染之一,而壳聚糖具有较强的重金属吸附能力。
采用硅胶粒子浸出法制备出大孔壳聚糖膜,并且研究了其对重金属Cu 2+的吸附性能。
发现3.0g 壳聚糖溶于10%(质量分数)的乙酸溶液中,加入3.0g 硅胶再经过戊二醛交联后制备出大孔壳聚糖膜的吸附能力较好。
在40mL 、400mg/L 的CuSO 4溶液中,加入0.4g 制备好的壳聚糖膜,经过25h 后,壳聚糖膜呈蓝色,用紫脲酸铵指示反应为紫色,吸附率为93%。
说明壳聚糖膜对Cu 2+具有良好的吸附能力,吸附过后膜很容易从溶液中取出,克服了传统的吸附剂在溶液中固液分离困难的问题。
关键词:壳聚糖膜;吸附效率;Cu 2+;紫脲酸铵;硅胶中图分类号:TQ131.21文献标识码:A文章编号:1006-4990(2019)08-0060-04Preparation of chitosan membrane modified by silica gel and its absorption properties for Cu 2+removalWang Yongli ,Liu Ni ,Li Haiyang ,Liu Jinyan(College of Chemistry and Chemical Engineering ,Inner Mongolia University of Science &Technology ,Baotou 014010,China )Abstract :Heavy metal contaminant in water resource is one of considerable reason to cause serious water pollution in ecolo ⁃gical environment.Chitosan has strong adsorption for heavy metals.Macroporous chitosan membrane was prepared by silica gel particle leaching method.Adsorption performance for Cu 2+was studied as well.By adding 3.0g silica gel into 10%(mass frac ⁃tion )acetic acid solution with 3.0g chitosan dissolved in advance ,a macroporous chitosan membrane with good adsorption property ultimately was prepared after cross ⁃linking with glutaraldehyde.The 0.4g prepared chitosan membrane was put in 40mL ,400mg/L CuSO 4solution ,the membrane turned into blue after standing 25h ,the color of the solution transform intopurple when murexide was used as indicator in chromogenic reaction ,and the adsorption efficiency of Cu 2+was 93%.Itdemonstrated that the chitosan membrane had good adsorbability for Cu 2+and the membrane was easily separated from the solution after adsorption ,which overcame the problem that the conventional adsorbent was difficult to separate solid and liquid in solution.Key words :chitosan membrane ;adsorption efficiency ;Cu 2+;murexide ;silica gel随着中国工农业生产的发展,重金属已成为非常严重的环境生态污染之一[1],直接或者间接地对人类及各种生物的健康造成威胁。
乙二胺和铜反应条件现象
乙二胺和铜反应条件现象
乙二胺和铜反应是一个有趣的化学反应。
首先，让我们来看一下这个反应的条件和现象。
条件：
1. 反应物，乙二胺（又称为乙二醇胺）和铜。
2. 溶剂，通常在实验室中，这种反应会在水溶液中进行。
3. 温度，一般来说，这种反应在室温下就可以进行。
4. 其他条件，通常情况下，这个反应不需要额外的催化剂或特殊条件。
现象：
当乙二胺和铜发生反应时，会出现一些明显的现象：
1. 颜色变化，铜的颜色会逐渐变成暗红色或棕色，这是因为生
成了一种叫做铜乙二胺络合物的化合物。
2. 气体释放，在这个反应过程中，有时会观察到气泡的释放，这是因为反应中产生了氢气。
3. 反应热，这个反应是放热反应，所以在反应过程中会感觉到溶液变热。
总的来说，乙二胺和铜的反应是一个引人注目的化学反应，通过观察颜色变化、气体释放和反应热等现象，我们可以更好地理解这个反应的过程和特性。
希望这些信息能够回答你的问题。
乙二胺-n-丙基硅烷化硅胶结构
一、概述乙二胺-n-丙基硅烷化硅胶是一种常见的硅胶材料，具有特殊的化学结构和优良的性能，在工业生产和科研领域有着广泛的应用。
本文将从乙二胺-n-丙基硅烷化硅胶的结构特点、制备方法、性能及应用等方面进行详细介绍，以帮助读者更好地理解和应用这一材料。
二、乙二胺-n-丙基硅烷化硅胶的结构特点1. 乙二胺-n-丙基硅烷化硅胶的化学结构乙二胺-n-丙基硅烷化硅胶是由乙二胺和n-丙基硅烷交联而成的网状结构，其主要成分为Si-O键和Si-C键。
Si-O键是指硅原子和氧原子之间的共价键，而Si-C键是指硅原子和碳原子之间的共价键。
这种特殊的化学结构使得乙二胺-n-丙基硅烷化硅胶具有优良的耐热性、耐腐蚀性和机械性能。
2. 乙二胺-n-丙基硅烷化硅胶的微观结构在微观结构上，乙二胺-n-丙基硅烷化硅胶呈现出多孔、均匀分布的特点。
这种微观结构使得硅胶表面具有较大的比表面积，从而更有利于吸附和催化作用的发生。
三、乙二胺-n-丙基硅烷化硅胶的制备方法1. 常规溶胶-凝胶法制备乙二胺-n-丙基硅烷化硅胶溶胶-凝胶法是制备乙二胺-n-丙基硅烷化硅胶的常用方法。
其步骤主要包括溶胶制备、凝胶形成和干燥等过程。
在溶胶-凝胶法中，通过适当的溶剂和表面活性剂的选择，可以控制硅胶的孔隙结构和形貌。
2. 其他制备方法除了溶胶-凝胶法外，还可以利用疏水性介孔硅胶作为载体，通过溶剂热法、原位合成法等制备乙二胺-n-丙基硅烷化硅胶。
这些新型制备方法具有简单、低成本、可控性强等优点。
四、乙二胺-n-丙基硅烷化硅胶的性能1. 耐高温性能乙二胺-n-丙基硅烷化硅胶具有优异的耐高温性能，可在高温下长期稳定运行。
这使得它在航空航天、汽车发动机、石油化工等领域有着广泛的应用。
2. 耐化学腐蚀性能由于乙二胺-n-丙基硅烷化硅胶具有独特的化学结构，使得它具有良好的耐酸碱性和耐化学腐蚀性能。
这种特性使得它成为化工设备、储罐、管道等材料的理想选择。
3. 吸附性能由于微观结构的特殊性，乙二胺-n-丙基硅烷化硅胶具有较强的吸附性能，可以用于气体吸附、分离和净化等领域。
食品硅胶吸附材料对污染物的去除效率研究
食品硅胶吸附材料对污染物的去除效率研究近年来，随着环境污染问题的日益突出，各种新型吸附材料被广泛研究和应用，其中食品硅胶吸附材料因其优良的性能而备受关注。
本文将探讨食品硅胶吸附材料在污染物去除方面的研究进展，并分析其去除效率和潜在应用前景。
首先，食品硅胶是一种由硅酸盐得到的无机高分子材料，具有高比表面积、强吸附性、稳定性和可再生性等特点。
因此，它能够有效去除污染物，如重金属离子、有机溶剂和有害气体等。
其次，研究表明食品硅胶吸附材料对重金属离子的去除效率非常高。
比如，针对水中的铅离子污染，科研人员通过在食品硅胶表面修饰有机功能基团，使其对铅离子具有更高的亲和力。
实验证明，这种改性的食品硅胶能够将水中的铅离子浓度迅速降低到安全标准以下。
类似的研究还包括对镉、铬等有害重金属离子的去除。
此外，食品硅胶吸附材料还能够去除有机溶剂。
有机溶剂污染不仅对环境造成危害，还可能对人体健康产生潜在风险。
研究人员通过调整硅胶的孔隙结构和功能基团，使其具有更高的吸附容量和选择性，从而能够更好地去除有机溶剂。
实验证明，这种改性的食品硅胶能够对苯、甲苯等有机溶剂进行有效去除，降低其在环境中的浓度。
此外，食品硅胶吸附材料还表现出良好的去除有害气体的能力。
与传统的吸附剂相比，这种材料能够更大程度地去除空气中的有害气体，如苯、二甲苯等。
这主要归功于食品硅胶的高比表面积和强吸附性。
总的来说，食品硅胶吸附材料在污染物去除方面具有巨大的潜力。
然而，仍有一些问题需要解决。
例如，如何降低制备成本、提高吸附效率和再生能力，以及在大规模应用时的可实现性等。
未来的研究应重点关注这些问题，并寻找适宜的解决方案。
综上所述，食品硅胶吸附材料是一种有效的污染物去除材料，可广泛应用于水处理、空气净化和环境保护等领域。
通过对其性能和应用前景的研究，我们可以进一步推动该材料的发展，并为环境治理提供新的解决方案。
乙二胺铜 萃取
乙二胺铜萃取乙二胺铜（Cu(II)-EDTA）是一种稳定的配合物，可用于金属离子的萃取和分离。
乙二胺铜是由乙二胺（EDTA）和铜离子（Cu(II)）形成的络合物。
乙二胺是一种多齿配体，它具有两个氨基和四个羧基。
这些官能团可以与金属离子形成络合物。
乙二胺铜络合物具有良好的溶解性和稳定性，可以被用于金属离子的萃取和分离过程。
乙二胺铜络合物在水中具有良好的溶解性，可以方便地通过配体交换方法进行金属离子的萃取。
研究表明，乙二胺铜络合物能够有效地萃取镍、铁、锡等过渡金属离子，并与这些金属离子形成稳定的络合物。
此外，乙二胺铜络合物还具有良好的选择性，可以选择性地萃取某些金属离子而不与其他金属离子发生反应。
乙二胺铜萃取的应用领域非常广泛。
例如，在矿物处理中，乙二胺铜可以用来萃取金属离子，从矿石或废料中分离出其中的有价金属。
此外，乙二胺铜还可以用于环境监测中，用于检测水体中的金属离子浓度。
乙二胺铜还可以用于工业废水处理中，通过与金属离子形成络合物，从废水中去除金属离子，以达到净化水体的目的。
乙二胺铜的萃取机制主要是通过配体交换反应进行的。
在溶液中，乙二胺铜断裂成乙二胺和铜离子，然后与其他金属离子发生配体交换反应，形成新的络合物。
这种配体交换反应是可逆的，可以通过调节溶液中的配体浓度和金属离子浓度来控制反应的方向和速率。
乙二胺铜的萃取性能可以受到多种因素的影响，包括 pH 值、温度、浓度等。
一般来说，乙二胺铜的萃取性能随着 pH 值的增加而增强。
在碱性条件下，配体的酸性氢能够与金属离子形成更稳定的络合物，从而提高了乙二胺铜的萃取效果。
此外，温度的升高也可以加速反应速率，提高乙二胺铜的萃取效率。
综上所述，乙二胺铜是一种稳定的配合物，可以用于金属离子的萃取和分离。
它具有良好的溶解性和稳定性，并且具有良好的选择性。
乙二胺铜的萃取机制是通过配体交换反应实现的，可以通过调节 pH 值、温度、浓度等因素来控制反应的方向和速率。
乙二胺不同掺杂模式下多孔有机聚合物对CO2的吸附
文献标志码：A
文章编号： 0438-1157 （2020） 04-1666-10
CO2 adsorption over porous organic polymers with different doping modes of
ethanediamine
QI Shichao, ZHU Rongrong, LIU Xin, XUE Dingming, LIU Xiaoqin, SUN Linbing
法和浸渍法皆可在 nTPB 上均匀掺杂乙二胺，且 nTPB 的比表面积和孔容均有所下降。在乙二胺掺杂量相同的
前提下，由于浸渍法完全利用 nTPB 的孔道吸收乙二胺，nTPB 的孔道堵塞更明显。两种掺杂乙二胺的模式均
可显著提升 nTPB 对 CO2 的吸附选择性，但只有嫁接法对 nTPB 的 CO2 吸附量有明显促进 （从 4.4 mmol/g 升高为
收稿日期：2019-11-25
修回日期：2020-01-08
通信作者：孙林兵（1980—），男，博士，教授，lbsun@
第一作者：亓士超（1988—），男，博士，讲师，shichao_qi@
基金项目：国家自然科学基金项目（21808105，21676138，21722606,2157bstract: Porous organic polymers (POPs), with high surface areas and well-developed porosities, were always
deemed to be ideal candidates as the adsorbents for CO 2 capture. It is popular to introduce amino groups, the CO2
乙二胺硅胶材料对铜的吸附性能研究的开题报告
乙二胺硅胶材料对铜的吸附性能研究的开题报告
研究背景：
随着各种现代工业的发展，环境污染问题也愈发严重。
其中，金属离子的污染问题引起了人们的广泛关注。
铜是一种常见的金属污染物，常见于废水和废气中，对人体健康和生态环境都具有一定的危害性。
因此，如何高效地去除废水和废气中的铜离子成为了研究的热点。
乙二胺硅胶材料作为一种常见的吸附材料，具有极高的比表面积和孔隙度，能够高效吸附铜离子。
但是，目前对乙二胺硅胶材料对铜的吸附性能的研究还不够深入，缺乏对其在实际环境中的应用效果的评价。
研究目的：
本研究旨在探讨乙二胺硅胶材料对铜的吸附性能，并对其在废水处理中的应用进行评价。
具体研究内容如下：
1. 合成乙二胺硅胶材料，并对其物理化学性质进行表征；
2. 研究乙二胺硅胶材料对铜离子的吸附动力学和吸附等温线；
3. 探索乙二胺硅胶材料在模拟废水处理中的应用效果，并考察其对其他污染物的吸附效果。
研究方法：
1. 合成乙二胺硅胶材料，并利用扫描电子显微镜、比表面积测试、孔隙度测试等技术对其进行物理化学性质表征；
2. 通过调节吸附时间、初始铜离子浓度等实验参数，研究乙二胺硅胶材料的吸附动力学和吸附等温线；
3. 将乙二胺硅胶材料应用于模拟废水处理中，并通过分析水样中铜离子浓度的变化，评价其应用效果。
预期研究结果：
1. 成功合成乙二胺硅胶材料，并对其物理化学性质进行全面表征；
2. 确立乙二胺硅胶材料的吸附动力学和吸附等温线参数，并分析其和实际应用的关联性；
3. 评价乙二胺硅胶材料在模拟废水处理中的应用效果，并对其在实际废水处理中的应用进行展望。
乙二胺改性磁性壳聚糖纳米粒子对酸性染料的吸附特性
乙二胺改性磁性壳聚糖纳米粒子对酸性染料的吸附特性周利民;尚超;刘峙嵘【期刊名称】《物理化学学报》【年(卷),期】2011(27)3【摘要】利用乙二胺改性磁性壳聚糖纳米粒子(EMCN)吸附酸性橙7(AO7)和酸性橙10(AO10).EMCN制备时先通过在由环已烷,正已醇、壳聚糖和铁盐组成的反相微乳体系中加NaOH溶液沉淀剂,得到磁性壳聚糖纳米粒子,再经乙二胺改性以增加氨基含量和提高吸附容量.透射电镜表明,EMCN分散良好,粒径15-40 nm.吸附实验表明.AO7和AO10最佳吸附分别在pH4.0和pH 3.0.EMCN具有粒径小和高表面活性,因此吸附速率快.吸附平衡符合Langmuir模型,AO7和AO10的最大吸附容量分别为3.47和2.25 mmol·g-1.热力学分析表明吸附过程放热,且能自发进行.EMCN可用NH4OH/NH4Cl(pH 10.0)溶液再生并可重复使用.%Ethylenediamine-modified magnetic chitosan nanoparticles (EMCN) were prepared and used for the adsorption of Acid Orange 7 (AO7) and Acid Orange 10 (AO10) from aqueous solutions. Magnetic chitosan nanoparticles were prepared by adding a basic precipitant NaOH solution to a W/O microemulsion system containing cyclohexane/n-hexanol, chitosan and ferrous salt. This was then modified with ethylenediamine to increase the amine content and to improve the adsorption capacity. Transmission electron microscopy showed that the EMCN was essentially monodispersed and had a main particle size distribution of 15-40 nm. Adsorption experiments indicated that the maximum adsorption capacitywas at a pH of 4.0 for AO7 and a pH of 3.0 for AO10. Because of the small diameter and the high surface reactivity of EMCN, the adsorption equilibrium for both dyes was reached very quickly. The equilibrium experiments fitted the Langmuir isotherm model well and the maximum adsorption capacities of 3.47 and 2.25 mmol·g-1 were obtained for AO7 and AO10, respectively. We estimated the thermodynamic parameters and accordingly the adsorption process was found to be spontaneous and exothermic. Additionally, we regenerated EMCN with an NH4OH/NH4CI solution (pH 10.0) and the regenerated material was used to readsorb the dyes.【总页数】6页(P677-682)【作者】周利民;尚超;刘峙嵘【作者单位】东华理工大学核资源与环境国家重点实验室培育基地,南昌330013;东华理工大学放射地质与勘探国防基础重点实验室,江西抚州,344000;东华理工大学核资源与环境国家重点实验室培育基地,南昌330013;东华理工大学核资源与环境国家重点实验室培育基地,南昌330013【正文语种】中文【中图分类】O647.3【相关文献】1.乙二胺改性壳聚糖磁性微球吸附Hg2+和UO2+2 [J], 周利民;王一平;黄群武2.三乙四胺改性壳聚糖磁性树脂对Th(Ⅳ)的吸附特性 [J], 邹洪斌;周利民;王云;梁喜珍;刘峙嵘;黄志伟3.乙二胺改性磁性壳聚糖微球制备及其对Cu2+和Pb2+吸附 [J], 薛雪;周旭章;张桂军4.壳聚糖和乙二胺改性 Fe 3 O4磁性纳米粒子的制备及其对酸性品红的吸附特性[J], 杨武;潘薇;郭昊5.乙二胺四乙酸(EDTA)改性磁性壳聚糖对Cd2+的吸附性能 [J], 于硕;吴占超;匡少平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
硅胶的吸附原理
硅胶的吸附原理
硅胶是一种常见的吸附材料，其吸附原理主要是通过其微孔结
构和化学性质来实现的。
硅胶的微孔结构使其具有较大的比表面积，能够吸附大量的水分子和其他气体分子，从而起到干燥、除湿、除
臭等作用。
首先，硅胶的微孔结构是其吸附能力的重要基础。
硅胶是一种
多孔材料，其微孔大小和分布对其吸附性能起着决定性作用。
由于
硅胶微孔的存在，使得硅胶具有了较大的比表面积，能够吸附大量
的水分子和其他气体分子。
这种微孔结构使得硅胶在干燥剂、吸附
剂等方面有着广泛的应用。
其次，硅胶的化学性质也是其吸附原理的重要组成部分。
硅胶
表面常常具有一些化学官能团，如羟基、羧基等，这些官能团能够
与水分子和其他气体分子发生吸附作用。
这种化学性质使得硅胶能
够吸附大量的水分子和其他气体分子，起到干燥、除湿、除臭等作用。
此外，硅胶的吸附原理还与温度、湿度等环境因素有关。
在不
同的温度和湿度条件下，硅胶的吸附能力也会有所不同。
一般来说，
硅胶在较低的温度和湿度条件下吸附能力较强，而在较高的温度和湿度条件下吸附能力较弱。
因此，在实际应用中，需要根据具体的环境条件来选择合适的硅胶材料。
总的来说，硅胶的吸附原理主要是通过其微孔结构和化学性质来实现的。
硅胶具有较大的比表面积和一定的化学官能团，能够吸附大量的水分子和其他气体分子，从而起到干燥、除湿、除臭等作用。
在实际应用中，需要根据具体的环境条件来选择合适的硅胶材料，以发挥其最佳的吸附效果。
硅胶吸附原理
硅胶吸附原理硅胶是一种非常常见的吸附材料，它具有优良的吸附性能，被广泛应用于生活和工业生产中。
那么，硅胶的吸附原理是什么呢？首先，我们需要了解硅胶的结构。
硅胶是一种无定形的二氧化硅，其分子结构呈网状排列，具有大量的毛细孔和微孔。
这种特殊的结构赋予了硅胶优异的吸附性能。
硅胶的吸附原理主要包括物理吸附和化学吸附两种方式。
物理吸附是指硅胶表面对气体或液体分子的吸附作用，其吸附力主要来源于分子间的范德华力。
而化学吸附则是指硅胶表面对气体或液体分子发生化学反应，形成化学键而产生的吸附作用。
在物理吸附中，硅胶的大量毛细孔和微孔提供了巨大的表面积，使得硅胶能够充分接触和吸附周围的气体或液体分子。
而化学吸附则是通过硅胶表面的活性位点与气体或液体分子发生化学反应，形成化学键，从而实现吸附作用。
除了毛细孔和微孔结构，硅胶表面的活性位点也是其优异吸附性能的重要原因之一。
硅胶表面存在大量的羟基（-OH）基团，这些羟基能够与水分子形成氢键，具有良好的亲水性。
同时，硅胶表面也具有一定的亲油性，能够吸附非极性物质。
硅胶的吸附原理还与温度、湿度、压力等因素有关。
一般来说，温度越低，湿度越高，硅胶的吸附性能越好。
而在高温下，硅胶的吸附性能会减弱。
此外，压力也会影响硅胶的吸附性能，通常情况下，压力越大，硅胶的吸附性能越好。
总的来说，硅胶的吸附原理是一个复杂的过程，受到多种因素的影响。
其独特的结构和活性位点赋予了硅胶优异的吸附性能，使其在吸附、分离、净化等方面具有广泛的应用前景。
希望通过本文的介绍，能够让大家对硅胶的吸附原理有更深入的了解。
硅胶的吸附原理
硅胶的吸附原理
硅胶吸附原理是基于其多孔结构和大表面积的特点。
硅胶是一种多孔材料，其内部有很多微小的孔隙，这些孔隙可以吸附气体、液体或固体分子。
这些孔隙的大小和形状可以通过控制硅胶的制备条件来调整，从而适应不同的吸附需求。
硅胶的吸附过程是一个物质与硅胶内部孔隙表面发生相互作用的过程。
这种相互作用可以包括物质与硅胶孔壁之间的物理吸附、静电作用、氢键作用等。
这些相互作用力可以让硅胶吸附和集聚溶液中的物质分子，从而实现对目标物的吸附。
硅胶的大表面积也是其吸附能力强的重要原因之一。
由于硅胶的多孔结构，其表面积相对于其体积来说非常大。
这使得硅胶具有很高的吸附能力，可以吸附大量的分子。
除了物理吸附外，硅胶还可以通过化学反应与物质发生化学吸附。
例如，硅胶表面的硬酸性和硬碱性基团可以与一些特定的化学物质发生化学反应，从而实现吸附。
硅胶的吸附原理是通过其多孔结构和大表面积，以及物理吸附和化学吸附等相互作用力，使其能够吸附和集聚溶液中的物质分子。
pH滴定法测定Cu(II)-乙二胺的稳定常数
pH 滴定法测定Cu （II ）－乙二胺的稳定常数一、实验目的1． 熟悉用pH 滴定法测定Cu （II ）－乙二胺络合物的稳定常数的方法。
2． 掌握如何用半整数法求稳定常数的计算方法。
二、方法原理铜（II ）离子与乙二胺（en ）形成1:1和1:2络合物，两种络合物的浓度比取决于溶液的pH 值。
当pH 较小时，主要存在1:1络合物；当pH 较大时，主要存在1:2络合物。
本实验是采用酸碱滴定法测定络合物稳定常数。
首先用半整数法测定乙二胺的质子化形成常数，然后用平均配位数（n 平）法求混合物溶液的滴定曲线见下图。
1．乙二胺的质子化平衡及其常数可表达如下：所谓半整数法是个近似方法，它不考虑水的质子化贡献，即当滴定进行至第一终点需要滴定剂的体积一半时（简称0.5滴定终点），可以认为[en]≈[enH +]，由式（3）可得：pH=lgK 1H =pK a2 （5）当滴定进行至第一终点和第二终点的中间点时（简称1.5滴定终点），可认为[enH +]≈[enH 22+]由式（2）可得：pH=lgK 2H =pK a1 （6）2．Cu （II ）与乙二胺的络合物平衡及其稳定常数又可表示为：如果同样用半整数近似方法，则有：lgK 1=p[en]0.5 （9）lgK 2=p[en]1.5 （10）3．Cu （II ）－乙二胺的络合物平均配位数（n 平）可用下式表示：（1） pH enH enH K pH en enH KenH H enH K enH H enH en H enH K enH H en HHH H+=+==⇔+=⇔++++++++++++++][][lg lg ][][lg lg ]][[][]][[][2221222221（2） （3） （4）]][)([)()()(])][([])([)()(2222222212en en Cu en Cu K en Cu en en Cu en II Cu en Cu K en Cu en II Cu ++++++=⇔+=⇔+（7） （8）])([])([][])([2])([2222222++++++++=en Cu en Cu Cu en Cu en Cu n （11） 而乙二胺总浓度c en 与n 平的关系为：c en =[en]+[enH +]+[enH 22+]+n 平c M （12）式中c M 为Cu （II ）的总浓度。
乙二胺在电解退铜中的应用
乙二胺（Ethylene Diamine，简称EDA）在电解退铜过程中起到了重要的作用。
电解退铜是一种常用的金属表面处理方法，用于去除铜及其合金表面的氧化物、污垢和腐蚀产物。
乙二胺作为一种有机胺化合物，可以在电解液中作为络合剂使用。
它具有以下几个主要的应用：
1.配位剂：乙二胺能够形成稳定的配位络合物，与铜离子形成络合物，并降低铜离子的活
性。
这有助于控制铜的溶解速度，提高退铜过程的效率。
2.PH调节剂：乙二胺在电解液中还可以起到调节PH值的作用。
维持适当的PH值有助于
优化退铜效果，并减少不必要的侵蚀和损伤。
3.表面活性剂：由于其独特的分子结构，乙二胺可作为表面活性剂，改变电解液的表面张
力，有助于提高退铜的均匀性和表面质量。
需要注意的是，在使用乙二胺进行电解退铜时，应根据实际情况合理控制乙二胺的浓度、PH 值和退铜参数，以确保良好的退铜效果和操作安全。
此外，使用乙二胺时应遵循安全操作规程，注意防护措施，避免接触皮肤和吸入其蒸气。
cu和edta反应方程式
cu和edta反应方程式铜（Cu）是一种常见的金属元素，具有良好的导电性和导热性。
EDTA（乙二胺四乙酸）是一种强螯合剂，可以与金属离子形成稳定的络合物。
Cu和EDTA之间的反应方程式描述了它们之间的化学反应。
Cu和EDTA反应的方程式如下：Cu2+ + EDTA4- → Cu(EDTA)2-在这个反应方程式中，Cu2+代表铜离子，EDTA4-代表乙二胺四乙酸根离子。
它们在反应中结合形成Cu(EDTA)2-络合物。
这个反应方程式描述了Cu和EDTA之间的配位反应。
在反应中，Cu2+离子与EDTA4-离子发生配位结合，形成一个稳定的络合物。
络合物中的铜离子被EDTA的四个羧基配位，形成一个六配位的结构。
这种络合物具有较高的稳定性，可以在溶液中长时间存在。
Cu和EDTA反应方程式的应用非常广泛。
由于Cu(EDTA)2-络合物的稳定性，它可以用作铜离子的分析试剂。
在分析化学中，可以使用EDTA溶液来测定溶液中铜离子的浓度。
当EDTA与溶液中的铜离子反应时，会形成蓝色的Cu(EDTA)2-络合物。
通过测量络合物的吸光度，可以计算出溶液中铜离子的浓度。
此外，Cu和EDTA反应方程式还可以应用于环境保护领域。
铜是一种常见的污染物，可以通过EDTA来进行去除。
当EDTA与溶液中的铜离子反应时，会形成络合物，从而使铜离子从溶液中被固定下来。
这种方法可以用于处理含铜废水，减少对环境的污染。
总之，Cu和EDTA反应方程式描述了铜离子和乙二胺四乙酸根离子之间的配位反应。
这个反应方程式在分析化学和环境保护领域具有重要的应用价值。
通过这个反应方程式，我们可以了解Cu和EDTA之间的化学反应过程，并利用它们的特性来解决实际问题。
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吸附过程的吉布 斯自由能 G0 由下述公式
计算:
G0 = H 0 - T S0
( 4)
不同温度下 G 0 和 T S随温度升高, G 0
略有降低, 表明吸附温度升高有利于吸附自发进
行. 在吸 附温度 298 ~ 343 K 范围内, H 0 <
从图 2中可看出, pH 小于 2. 0时, 溶液 H+ 浓 度过高, H + 在 EDA /S iO 2 材料表面与铜离子的竞 争吸附过程中占主导作用, 抑制了材料对 Cu2+ 的 吸附; pH 大于 2. 0 时, 功能材料的吸附量开始迅 速增加, 材料表面的伯胺官能团对 Cu2+ 的螯合作 用逐渐起主导作用, 当 pH 3. 5时, EDA /S iO2 材 料的吸附量达到最大值并基本保持不变. 当溶液 pH > 6时, Cu2+ 易形成氢氧化物沉淀而影响吸附 操作. 因此, Cu2+ 吸附的最佳 pH 值范围在 3. 5 ~ 5. 5. 在以后的操作中, 溶液的 pH 控制在 3. 9. 2. 2 吸附等温线
0. 951
R
0. 996 0. 996 0. 997 0. 997 0. 998 0. 999
H0 / ( kJ∀ m o l- 1 )
8. 11
热力学参数
S0 /
G0 /
( J∀ m o l- 1 ) ( kJ∀ mo l- 1 )
65. 26
- 11. 34
- 11. 66
- 12. 32
- 12. 97
- 13. 62
- 14. 27
T S0 / ( kJ∀ mo l- 1 )
19. 45 19. 77 20. 43 21. 08 21. 73 22. 38
图 5 不同初始浓 度下 EDA /S iO2 对 Cu2+ 的吸附动力学曲线
Fig. 5 K in etic cu rve for ad sorpt ion of Cu2+ on EDA /S iO2 at differen t con cen tration
92
郑州大学学报 ( 工学版 )
20 10 年
2 结果与讨论
图 1 EDA /S iO 2 功能材料的合成路线 F ig. 1 T he syn thesis rou te of EDA /S iO2 materials
吸附等温线如图 3所示.
2. 1 pH 对 Cu2+ 吸附容量的影响 EDA / S iO2 材料用量 0. 3 g, 吸附温度 298 K,
T S0 , 表 明 吸 附 由 熵 变 控 制, 不 是 由 焓 变
控制.
2. 4 吸附动力学
EDA / S iO2 材料在不同初始浓度时的吸附动
Cu2 + 的浓度, m ol /L; m 为质量, g.
收稿日期: 2010- 01- 14; 修订日期: 2010- 03- 13 作者简介: 范忠雷 ( 1972- ), 男, 河南沁阳人, 郑州大 学副教授 , 博 士, 主要从事 新型吸 附功能 材料研 究与开 发, E -
m a i:l zhlfan@ zzu. edu. cn
司; PH S- 3C型酸度计, 上海大中分析仪器厂.
1. 2 EDA / S iO2 的制备与胺基含量的测定
用 1 m o l/L 的硝酸对硅胶进行活化处 理, 洗
涤干燥后在室温下和氯丙基三氯硅烷反 应 16 h
生成 CPTCS - S iO 2, 洗 涤 并 烘 干. 然 后 将 15 g CPTCS- S iO2 置于一定浓度的甲醇和乙二胺混合 液中, 合成 EDA /S iO 2 [ 5 ] . 制备过程如图 1所示. 按 照文献 [ 4 - 5] 方法, 通过测 量与 NH 2 反 应的
4可见, lnK L 随 1 /T 的变化呈成线性关系, 其线性 拟合 方 程 为 lnK L = 7. 849 - 975. 543 /T, R =
0. 991. 由方程的斜率 ( - H 0 /R = - 975. 543) 和 截距 ( S0 /R = 7. 849) 可得到吸附过程的焓变和 熵变, 计算结果列于表 1. H 0 为正, 表明吸附为
分离吸附液, 用 2, 9二甲基 - 1, 10菲罗啉紫外可
见光分光光度计法测定 吸附液中金属离 子的浓
度. 用下式计算功能材料吸附 Cu2+ 的吸附量.
Q = V (C0 - C t ) /m
( 1)
式中: Q 为吸附量, mm o l/ g; V 为 Cu2+ 溶液 体积,
L; C0 为 Cu2+ 的 初 始 浓度, m ol /L; Ct 为 t 时 间
图 4 lnK L 随 1 /T 变化曲线 Fig. 4 A p lot of lnK L against 1 /T
表 1 不同温度下 EDA /S iO2 吸附 Cu2+ 的 Langm u ir参数和热力 学参数 T ab 1 L angmu ir and therm odynam ic parame ters for Cu2+ ad sorp tion by EDA /S iO2 at differen t temp eratu re
EDA / S iO2 材料用量 0. 3 g, Cu2 + 溶液体积 25 mL, pH = 3. 9条件下, 功能材料 在不同温度下的
图 3 EDA /S iO2 材料对 Cu2+ 的吸附等温线 F ig. 3 Adsorp tion isotherm of Cu2+ on EDA / SiO2
HC l的量来确定胺基含量. 测定功能材料的胺基
含量为 1. 202 mm o l/ g.
1. 3 功能材料的吸附特性测定
准确称取一定量 EDA / SiO2 材料, 加入 30 mL 待吸附 Cu2 + 溶液, 摇动并置于恒温水浴中于一定
温度 ( 298~ 343 K ) 和时间下进行吸附, 吸附结束
型等温线, 因此可用 L angm u ir吸附等温式进行拟
合. Langm uir吸附等温式 [ 6] 为:
C e = 1 + Ce
( 2)
Q e K LQ m Q m
式中: Q e 为平衡吸附量, mm o l/ g; C e 为吸 附质平
衡浓度, m ol /L; Qm 为单分子层吸附的饱和吸附容
量, mm o l/ g; K L 为 L angm u ir吸 附系数, L /m o .l 按
照 L angm u ir吸附等温式, 将 EDA / SiO2 对 Cu2+ 的
吸附等温线数据进行处理, 以不同温度下 Ce /Q e 对 C e 作图可得一系列直线, 根据直线的斜率 ( 1 / Qm ) 和截距 ( 1 /K LQm ) 可以计算 出不同温度下的 Qm 和 K L, 计算结 果见表 1. 计 算结果显 示 Lnag
温度 T ( K )的变化可由 van!tH off等式 [ 6 ] 给出:
lnK L =
-
H0 + RT
S0 R
( 3)
式中: H 0 和 S0 分别为标准状态下吸附过程的
焓变和熵变, kJ /m o,l J/ ( m o l∀ K ), 处理数据时认
为在实验温度变化范围内吸附过程的焓变和熵变
不变; R = 8. 314 J/ ( m o l∀ K ) 为理想气体常数; T 为绝对温度, K. lnK L 随 1 /T 变化曲线见图 4. 由图
从图 3 中可以看出, 在同一温度下, 随着 Cu2 + 初始浓度的增加, Cu2 + 溶液的平衡浓度相应
的增加, 而功能材料的平衡吸附量先增加后逐渐
趋于恒定值. 在同一浓度下, 随 着吸附温度的升
高, 功能材料的吸附量也随之增加, 这表明吸附是 吸热过程. EDA /S iO2 对 Cu2+ 的吸附等温线符合
第 6期
范忠雷, 等: 乙二胺硅胶 功能材料对 Cu2+ 的吸附特性
93
m uir方程的吸附系数 K L 和饱和吸附容量 Qm 随 着吸附温度的升高而增大, 表明 K L 和 Q m 是温度 的函数. EDA /S iO 2 对 Cu2 + 的吸附是其表面氨基 对铜离子的螯合作用, 计算结果表明该体系符合 L angm uir模型 ( R > 0. 995).
温有利于吸附的进行; 吸附动力学数据可 用拟二级吸附动力学方程描述, 得到的吸附速 率常数与 溶液初
始浓度有关.
关键词: 乙二胺硅胶功能材料 ; 吸附; 动 力学; 铜离子
中图分类号: O 647. 3
文献标识码: A
0 引言
工业生产中常产生大量的含铜废水, 不加治 理则会对环境和生物体造成严重危害. 目前处理 方法主要有化学沉淀、电解法、膜分离等方法, 但 这些方法后处理复杂, 操作费用高, 有些方法会产 生二次 污染 或难 以处理 的低 浓度 重金属 废 水 [ 1- 2] . 多胺型硅胶复合材料由于表面负载大量 的氨基, 可与低浓度重金属离子鳌合而显示出优 良的吸附性能和机械稳定性, 被广泛应用于重金 属离子的分离、富集及环境保护等方面 [ 3- 4] . 范忠 雷等 [ 4] 合成的聚烯丙基胺 硅胶材料对铜 和铅离 子具有高的吸附容量和使用寿命, 但是这些聚胺 电解质价格昂贵, 限制了这些材料的工业应用. 笔 者以氯丙基三氯硅烷为偶联剂, 将价廉的乙二胺 偶联接枝到硅胶表面, 合成一类对重金属离子具 有螯合特性和优良机械性能的乙二胺硅胶复合材 料 ( EDA /S iO 2 ) [ 5 ] , 本研究主要探讨该复合材料对 废水中 Cu2 + 的吸附热力学和吸附动力学特性.
2010年 11月 第 31卷 第 6期