为实现电厂凝结水处理系统在动态波动进水条件下离子交换树脂寿命的准确预测,文章基于固定床动态实验,研究了进水电导率与进水流速对强酸强碱混床树脂除盐过程的影响规律,并构建了适用于动态工况的BDST预测模型。关键模型参数分析表明,树脂的平衡吸附容量N0约为8.73×104μS/cm,受进水条件影响不显著;反应速率常数Ka与流速呈正相关,证实了本实验条件下离子交换过程主要受液膜传质控制。模型验证结果表明,其在单一稳定工况及模拟实际“泄漏-维修”波动工况下,穿透时间预测相对误差均在±5%以内。该模型可为凝结水精处理系统实现树脂工作状态的实时评估与预判性运行提供有效的理论工具。
文章采用一步水热法制备硅酸钠改性污泥基水热炭,并探究其对Cu(Ⅱ)与四环素(TC)的协同吸附性能及作用机制。硅酸钠改性可显著优化水热炭的孔结构,所优化的硅酸钠改性污泥基水热炭(CDHC-0.5)不仅具有高比表面积(68.99 m²/g),还含有羟基、羧基、硅酸盐等多种功能基团。在双组分体系中,当pH为5时,CDHC-0.5对Cu(Ⅱ)与TC的吸附量分别为1.595 mmol/g与0.431 mmol/g,较单组分分别提升了20.20%和112.32%,协同吸附效应显著。研究表明,两种污染物的吸附行为均符合准二级动力学模型;热力学参数分析则证实,该吸附为自发吸热过程。此外,CDHC-0.5对Cu(Ⅱ)具有高选择性吸附能力,分配系数为3569.9 mL/g,且5次循环后吸附量仍保持在初始吸附量的82%以上。结合吸附前后结构的表征结果,文章阐明了Cu(Ⅱ)与TC的吸附机制,该过程主要包括静电吸引和官能团络合,硅酸盐与Cu(Ⅱ)的沉淀反应及Cu(Ⅱ)金属桥接作用,共同强化其协同吸附过程。
分子印迹聚合物(MIPs)是一类具有优异分子识别性能的功能高分子材料,在与分子识别相关的众多领域展现出重要的应用价值。空心分子印迹聚合物(HMIPs)凭借独特的中空结构,具有密度低、比表面积大、渗透性强等特性;与传统实心MIPs相比,HMIPs通常具有更高的吸附容量、更快的吸附动力学速率及更稳定的溶液悬浮性能,这使其在分离纯化、化学传感及药物传输方面性能更优异。文章综述了HMIPs的制备方法,及其在分离纯化、化学传感和药物控释方面的应用研究进展,并针对当前HMIPs存在的问题,展望其未来发展方向。
在卷烟加香技术中,芯线的吸附性能对卷烟品质具有关键影响。文章以某品牌香线产品为研究对象,参照纱线标准检测其物化指标,并采用气相色谱质谱法(GC-MS)法测定其吸附性能,旨在完善行业质量评价标准。研究结果显示,该芯线的物理性能良好,支数为4.88 Ne,断裂强力达2352.10 cN,断裂伸长率为22%,能够满足生产需求。化学成分分析表明芯线主要成分为粘胶纤维,比表面积为0.3655 m2/g,单层吸附量为0.0840 cm3/g。进一步分析发现,芯线对不同香精组分的吸附能力存在显著差异,对特定香精分子的吸附量和吸附效率明显高于其他测试成分。这表明芯线对香精的吸附具有选择性,该选择性可能与香精组分的化学结构、分子大小、极性等因素相关。上述结果为芯线在卷烟加香技术中的应用提供科学依据,助力烟草行业产品开发。未来可进一步探索芯线的长期稳定性及与其他加香技术的兼容性,以实现卷烟加香技术的全面优化。
为探究丙三醇在硅藻土材料上的吸附机理以及聚乙二醇对其脱附的缓释作用,本文采用Materials Studio 7.0软件,模拟计算硅藻土与丙三醇接触时体系间的能量和粒子交换,以及2个体系内部的分子平移、转动、伸缩、置换等随机热运动,获取丙三醇分子在硅藻土中的吸附密度分布、吸附等温线及吸附位点等数据,进而分析硅藻土的结构及其表面化学基团与吸附性能之间的构效关系。在此基础上,进一步采用量子化学和分子动力学相结合的方法,从热力学和动力学2个角度研究丙三醇与聚乙二醇(三聚体E3)在硅藻土上的竞争吸附行为,以及在623 K条件下的动力学传质扩散机制,从而探究聚乙二醇对丙三醇脱附的缓释作用,并通过实验验证模拟结果。模拟结果表明:丙三醇的饱和吸附量与硅藻土晶间孔孔径呈非线性正相关,且发生孔内填充吸附所需压力各异;脱附过程中,层间分子可能会产生额外的相互作用,从而改变分子的扩散速率。同时,引入适量聚乙二醇后,丙三醇与聚乙二醇之间形成较强的氢键作用,增强了丙三醇的吸附强度,实现了脱附过程的缓释。623 K下的脱附动力学实验表明,丙三醇在硅藻土中的脱附行为符合一级动力学模型。加入聚乙二醇后,丙三醇的总脱附时间增加约14 min,脱附速率常数由0.043 min-1降至0.022 min-1,证明聚乙二醇不仅能增强丙三醇在硅藻土上的吸附,还可实现其缓释脱附。
细胞表面修饰是工程化细胞的关键策略之一,对研究细胞功能及拓展其应用具有重要意义。文章通过迈克尔加成反应制备了一种含有Kim-1靶向肽(KBP)的DMPE-PEG-KBP(DMPK)磷脂分子,并利用非共价疏水相互作用将DMPK修饰到间充质干细胞(MSCs)表面。通过共聚焦显微镜,系统考察了DMPK浓度、修饰时间、修饰温度以及修饰环境对表面修饰效果的影响,同时评估了修饰对MSCs行为的影响。实验结果表明,DMPK能在MSCs表面实现均匀修饰,且不影响MSCs的增殖能力及表型特征。本研究为干细胞工程化修饰提供了一种可行方法,对推动干细胞的相关应用具有重要价值。
圆偏振有机余辉材料具有独特的手性光学特性与持续发光能力,在三维显示、信息存储与加密、手性光电器件等领域展现出良好的应用潜力。文章通过引入轴向手性离子液体与丙烯酰胺(AM)共聚,制备并优化了系列具有圆偏振余辉特性的手性离子液体共聚物。实验结果表明,RPAMVIm BNDHP-1%和S-PAMVIm BNDHP-1%薄膜表现出优异的圆偏振发光性能和持续约6 s的绿色超长余辉,其磷光寿命分别为1.02 s和1.20 s,发光不对称因子分别达到2.09×10-3和-2.52×10-3。基于其良好的余辉特性,该材料被成功应用于对映体识别研究。在302 nm紫外灯照射下,可实现D/L-组氨酸和D/L-苯乳酸的可视化鉴别。本研究不仅成功开发了一种简便高效的手性识别材料,还为设计具有多级信息处理功能和手性传感性能的新型光学材料提供了新思路。
本研究采用水热法制备钙掺杂钛酸钡(Ba_xCa1-xTiO3)压电光催化剂,通过X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)表征,证实钙元素已成功掺入钛酸钡晶格。在超声协同磁力搅拌条件下,研究了该催化剂对四环素(TC)的吸附性能及压电催化降解性能。结果表明,相比商业钛酸钡(BaTiO3),最优掺杂比例为Ba0.8Ca0.2TiO3的样品对TC的吸附量提升59.75%。在10 mg/L的TC溶液中加入100 mg催化剂,经120 min超声压电催化反应后,TC的降解率超过90%。pH效应研究表明,中性条件下吸附效果最佳(中性>碱性>酸性),而碱性条件下催化降解效果最优(碱性>中性>酸性)。Zeta电位分析表明,酸性和碱性环境中,催化剂分别带正电和负电,且两种情况下均与TC带同种电荷;在暗吸附过程中,因同种电荷相互排斥,吸附效果较差。循环稳定性测试证实,该催化剂具有良好的重复使用性能。自由基猝灭实验进一步明确,h+、·OH和O2~-是催化反应中的主要活性物种。结合表征结果分析,钙掺杂改变了钛酸钡的表面结构和化学组成,既增强了其对TC的吸附能力,又促进了表面活性氧物种的生成,从而显著提升了TC的降解效率。
随着工业化进程的加快及人类社会生活水平的提高,大量含油废水的排放对生态环境与人类健康构成了严重威胁。因此,开发高效、耐用且可持续的油水分离材料已成为研究热点。文章系统综述了MOFs基油水分离膜的分类、不同制备方法及性能改进策略,并对其未来发展趋势进行展望,旨在为该领域的进一步研究与技术提升提供参考。