2024年, 第40卷, 第03期　
刊出日期：2024-06-20

  

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  改性有机高分子吸附剂分离去除强酸性溶液中重金属的研究进展

  蒋燕妮, 张为国, 王丽婷, 刘福强

  离子交换与吸附. 2024, 40(03): 182-195. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024010054

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  吸附法是破解强酸性废水中重金属资源化处理难题的关键路径，其核心是新型吸附剂的研发与应用。含有特殊功能基的耐酸型改性有机高分子吸附剂具有较大的吸附容量与良好的选择性，适用于强酸性重金属废水处理、重金属废液提纯除杂等领域。文章重点针对改性人工合成高分子吸附剂和改性天然高分子吸附剂2类有机高分子吸附剂，系统比较分析了其分离去除强酸性溶液中重金属的特性与机制。对比分析发现，天然高分子吸附剂价格低、环保并带有丰富的配位基团，易接枝具有较强重金属阳离子亲和力、较低p Ka值的功能基，可充分发挥络合和静电作用提高其耐酸性及选择性，是耐酸型高性能改性有机高分子吸附剂的重要发展方向。
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  金属有机框架/聚合物复合材料的制备方法

  耿玘薇, 班雅慧, 张剑铎, 季修文, 张珍坤

  离子交换与吸附. 2024, 40(03): 196-209. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024030196

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  由于具有诸多优异性能，金属有机框架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)成为过去20多年中广受关注的材料之一。MOF材料在实验室水平上已经展示出很多领域的潜在应用前景，同时部分MOF材料已实现工业化量产。MOF材料当前及未来的研究重点是如何克服其内在的一些缺陷而实现规模化的实际应用。MOF与聚合物材料复合可以融合二者各自的材料特性，为迎接MOF大规模实际应用所面临的诸多挑战提供一定的解决方案。因此，MOF/聚合物复合材料的制备及其应用成为近几年的研究热点，文献报道了多种思路来制备功能各异的MOF/聚合物复合材料。文章总结了当前制备这类材料的主要策略及各自存在的问题，涵盖MOF粉体与聚合物材料直接共混后加工制备的各种形态的复合材料，如混合基质膜、复合树脂球以及纳米纤维复合材料等；将MOF的前体引入聚合物本体材料中原位合成MOF；在聚合物基底上合成MOF材料来构建聚合物支撑的MOF薄膜、纤维以及核壳结构的颗粒状复合材料等。
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  高倍率LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料的制备和改性研究进展

  王瑞涵, 刘蓓蓓, 卢勇, 严振华, 陈军

  离子交换与吸附. 2024, 40(03): 210-226. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024030210

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  尖晶石LiNi_0.5Mn_1.5O₄ （LNMO）具有电压平台高（4.7 V）、可逆比容量高(约140 mAh·g^-1)、热稳定性好、成本低、环境友好等优点，是未来最有应用前景的高电压正极材料之一。与传统正极材料氧化锂钴（LiCoO₂）和磷酸铁锂（LiFePO₄）相比，LNMO可以提供分别比其高20%和30%的能量密度。然而，不同的微纳结构和组成展现出的电化学性能差异巨大，且由于电解液中有机碳酸酯溶剂的氧化和六氟磷酸锂（LiPF₆）的分解，LNMO基锂离子电池在高温和含水环境下的循环稳定性和热稳定性较差。因此，有必要系统全面地总结LNMO正极的结构特点、制备方法、材料和电解液改性进展。文章首先详细讨论了LNMO正极的结构以及电子传输特性，然后着重介绍了近年来在提高LNMO基电池循环稳定性和倍率性能方面的新进展，特别是高温下的倍率性能和循环稳定性提升策略，包括材料合成、材料改性（元素掺杂、表面包覆和形貌调控等）、电解液设计3个方面，最后对LNMO正极材料未来的研究方向进行了展望。
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  锆基金属有机框架MOF-808的合成及相关材料在化学防护领域中的研究进展

  张劝华, 肖春英, 刘大鑫, 鞠博, 张中慧, 翟玲娟, 耿谦

  离子交换与吸附. 2024, 40(03): 227-236. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024030227

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  文章阐述了金属有机框架MOF-808的合成及其在化学防护领域的应用，包括有毒工业化学品的吸附、化学战剂的吸附和降解、吸附剂再生等方面；总结了MOF-808在化学防护领域面临的挑战以及未来的研究方向，如提升材料的稳定性、功能化修饰、规模化生产以及加工成型等。研究结果不仅有助于深入理解MOF-808的合成与应用，也为化学防护领域提供了新的材料选择和发展方向。
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  8-羟基喹啉型酚醛树脂基球形活性炭的制备及其吸附性能研究

  孙懿芮, 李英茹, 王大铮, 李鸿赫, 王春红

  离子交换与吸附. 2024, 40(03): 237-245. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024030237

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  以苯酚、甲醛和8-羟基喹啉为聚合单体，通过反相悬浮聚合方法合成球形8-羟基喹啉酚醛树脂，以此为基础，经过高温碳化和活化，成功制备了多孔性的球形活性炭吸附剂。系统考察了作为碳化基球的酚醛树脂中N元素含量对最终球形活性炭孔结构的影响规律，在优化的合成控制条件下，制备了球形外观光滑完整、没有脱落现象且孔结构丰富的球形活性炭（8-HQC-C），并以苯酚为小分子吸附模型、VB₁₂为中分子吸附模型，考察了8-HQC-C的吸附性能，其平衡吸附量均高于商品化碳化树脂Lewatit AF50，表现出作为血液灌流吸附剂的可行性。
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  季鏻化微球一步法制备及其对Au（S₂O₃）₂^3-的吸附

  王忠影, 陈树梁, 李鑫容, 赵莉, 林玥, 字富庭, 胡显智

  离子交换与吸附. 2024, 40(03): 246-254. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024030246

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  以三苯基膦（TPP）、氯甲基化聚苯乙烯微球（PS-Cl）为原料，通过一步法制备了用于回收硫代硫酸盐浸金体系中Au（I）的季鏻化微球（PS-QP）。文章探究了硫代硫酸盐溶液性质对PS-QP吸附Au（I）的影响，用FT-IR、SEM-EDS、XPS对样品进行表征，探讨Au（I）在PS-QP表面的吸附机理。结果表明：PS-QP对Au（I）的吸附几乎不受pH值（pH=6～11）影响；PS-QP吸附Au（I）的过程符合准二级动力学和Langmuir模型，理论负载量为23.7 mg·g^-1，与实际负载量(23.5 mg·g^-1)相近；PS-QP表现出良好的循环性能和实际使用效果，经5次吸附—解吸循环后对Au（I）单次负载量为7.0 mg·g^-1，在实际浸出液中Au（I）单次吸附率达91.7%。PS-QP吸附Au（I）的机理为溶液中的Au（S₂O₃）₂^3-与PS-QP的Cl^-发生阴离子交换，以实现Au（I）在PS-QP上的富集。pH值、硫代硫酸盐浓度对负载量影响较小，吸附、解吸对PS-QP的强度无明显影响，在硫代硫酸盐提金工艺中具有良好的实际应用潜力。
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  大孔吸附树脂对茶皂素的吸附纯化特性及抗氧化活性研究

  尹任焰, 杨佳瑶, 王艺潼, 王宏鹏

  离子交换与吸附. 2024, 40(03): 255-263. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024030255

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  茶皂素具备多种生物活性，已被应用于各个领域，但现阶段提取出的茶皂素纯度较低，不利于进一步开发利用，故需要对其进行分离纯化。从18种大孔吸附树脂中筛选出纯化茶皂素性能最佳的树脂，分析其吸附热力学和吸附动力学特征，并考察其纯化前后体外抗氧化活性差异。结果表明，在18种大孔吸附树脂中，X-5型树脂对茶皂素的纯化效果是最佳的，其得率为（84.1±0.07）%;Langmuir等温吸附模型（R²>0.99）较Freundlich模型能够更好地拟合茶皂素在X-5型树脂上的吸附等温线；X-5型树脂对茶皂素的吸附过程属于自发进行、熵减、放热的物理吸附，更适于采用准二级动力学模型（R²>0.99）进行拟合；经X-5型树脂纯化后，茶皂素的纯度（24.18±0.3）%提升至（80.62±0.42）%，清除ABTS自由基、DPPH自由基的能力和总还原力分别是纯化前的1.63、1.61和1.57倍，说明纯化效果显著。
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  课程思政理念融入环境工程专业课程的研究与实践

  吴春英

  离子交换与吸附. 2024, 40(03): 264-267. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024030264

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  课程思政建设是高校教育教学改革、立德树人的重要举措。环境工程专业课程思政是我国“十四五”时期生态文明建设和美丽中国建设的发展需求。文章围绕环境工程主干专业课程思政建设，通过教学设计、实施及检验等，对课程思政理念融入环境工程专业课程建设进行一系列探索和实践，进而培养学生的家国情怀、责任感和使命感，为高校培养现代化人才提供新思路。