二乙烯三胺改性磁性生物炭对Cr(Ⅵ)吸附性能研究

为解决水体重金属Cr(Ⅵ)的环境污染问题,以棉秆为原料制备生物炭(BC),再采用液相沉淀法将BC赋磁,得到磁性生物炭(MBC)。以二乙烯三胺(DETA)为改性试剂,对MBC进行氨基改性,制备出氨基改性磁性生物炭吸附剂DETA@MBC。用XRD、SEM、FT-IR、VSM对DETA@MBC进行表征,证实了Fe₃O₄成功负载在BC表面,MBC的氨基改性没有破坏Fe₃O₄的晶体构型,DETA@MBC表面有丰富的氨基功能团,且饱和磁强度良好。研究其作为吸附剂在不同条件下对Cr(Ⅵ)的吸附性能。结果表明,溶液pH值、吸附剂投加量、竞争性离子和温度等因素均会影响吸附效果。DETA@MBC对Cr(Ⅵ)的吸附更符合准二级动力学方程,等温吸附过程符合Freundlich模型,K_F=25.287 mg⁽1-(1/n))·L^1/n·g^-1,n=2.538,吸附容易进行,对Cr(Ⅵ)的吸附为自发的吸热过程。     

蛋黄-壳介孔磁性炭微球的制备及其对红霉素的高效吸附

以溶剂热法制得的Fe₃O₄纳米颗粒为磁核，正硅酸四乙酯(TEOS)为造孔前体，间苯二酚-甲醛树脂(RF)为碳源，一步法制备蛋黄-壳介孔磁性炭微球(Fe₃O₄@C)，并将其作为吸附剂用于去除水中的红霉素。采用TEM、XRD、FTIR、BET和VSM对Fe₃O₄@C进行表征。结果表明，Fe₃O₄@C核壳之间具有大空腔，比表面积为444m²/g，平均孔径为7.7nm，具有超顺磁性。通过静态吸附实验研究了Fe₃O₄@C对红霉素的吸附平衡和速率，并确定了优化的操作条件。结果表明，在吸附剂投加量为1.0g/L、初始红霉素浓度为300mg/L、pH为10的优化条件下，Fe₃O₄@C对红霉素的吸附量为210mg/g。Fe₃O₄@C对红霉素的吸附过程是自发的、吸热的和不可逆的，遵...     

巯基功能化镁层状硅酸盐复合材料的构筑及其催化还原性能研究

通过原位合成法将银纳米粒子和Fe₃O₄磁性纳米粒子负载于巯基功能化镁层状硅酸盐(MgSH)上,制备得到Fe₃O₄@MgSH/Ag纳米复合材料。通过SEM、XRD、FTIR等手段对复合材料进行了表征,并考察了Fe₃O₄@MgSH/Ag催化NaBH₄还原4-硝基苯酚(4-NP)的性能。研究结果表明,Fe₃O₄@MgSH/Ag保留了巯基黏土具有的疏松多孔结构,且银纳米粒子和Fe₃O₄纳米粒子均匀负载于MgSH表面。通过动力学分析可知,Fe₃O₄@MgSH/Ag催化NaBH₄还原4-NP的反应遵循准一级反应动力学规律,其表观速率常数k_app为0.160 8 min^-1,并可在10 min内使溶液中0.5 mmol/L4-NP的降解率达到98%以上,...     

酿酒酵母纳米Fe3O4复合材料制备及其对含铅废水的去除性能

以酿酒酵母纳米Fe₃O₄复合材料为吸附材料，以去除率为响应值，对含铅工业废水进行铅去除效果研究。通过单因素实验和响应面法实验相结合对酿酒酵母纳米Fe₃O₄复合材料的铅吸附效果进行研究。单因素实验结果表明pH值为6,铅浓度为10 mg/L,投加量为140颗，温度为30℃,转速为200 r/min时酿酒酵母纳米Fe₃O₄复合材料对铅的去除效果较好。在单因素实验，选取对铅去除影响较大的pH值、投加量和温度三个因素，以铅的去除率为响应值，采用Box-Behnken响应面分析法(BBD)探讨这3种因素对铅去除率的影响以及各个因素之间的交互作用。结果表明，酿酒酵母纳米Fe₃O₄复合材料最佳去除铅的工艺条件为pH值为6,投加量为140颗，温度为33.5℃,该条件下酿酒酵母纳米Fe₃O₄复合材料对小于10 mg/L的铅废水中铅的去除率大于92.3%,达到污水排放标准。     

Fe3O4磁性纳米复合材料的制备及载药性能

利用聚乙二醇水溶性高及良好的生物相容性等特性对Fe₃O₄磁性纳米粒子进行表面改性,从而改善Fe₃O₄易于团聚的缺陷。通过一步法制备具有核壳结构的聚乙二醇/Fe₃O₄磁性纳米复合材料,使用FTIR、XRD、TEM和VSM对复合纳米材料的结构、形貌和性能进行了表征。采用超声法合成了阿霉素聚乙二醇修饰的Fe₃O₄磁性纳米包合物,用光度法对磁性纳米复合物的包封率进行了系统的分析,平均包封率为54.83%,并通过四唑盐(MTT)比色法证明了包合物对K150细胞有明显的抑制作用。研究结果表明:合成的磁性纳米复合材料拥有良好的形貌和载药性能,可作为一种新型的药物载体以达到靶向运输的效果,从而提高药物的生物利用度。     

环糊精聚氨酯磁性吸附剂制备、表征及对柯里拉京的吸附

以环糊精聚氨酯β-CDPU包覆Fe₃O₄磁核及SiO₂/Fe₃O₄复合粒子,制备出两种磁性吸附剂β-CDPU@Fe₃O₄和β-CDPU@（SiO₂/Fe₃O₄）。考察了吸附剂对多酚类天然产物柯里拉京的吸附,并结合磁分离技术,从珠子草粗提液中直接富集柯里拉京。采用FTIR、XRD、SEM及热重分析法对两种磁性吸附剂进行了结构表征,表明两种吸附剂中聚合物含量分别为41.5%和36.5%,β-CDPU的包覆未改变Fe₃O₄的晶型。吸附机理研究表明,二者对柯里拉京的吸附均符合Langmuir型等温线,但Fe₃O₄磁核对柯里拉京具有特殊的相互作用,造成柯里拉京洗脱困难,总洗脱率和回收率仅17.0%和10.5%。而磁核经SiO₂修饰后,可以阻碍Fe₃O₄对柯里拉京的接触,提高柯里拉京的洗脱率（41.0%）和回收率（22.8%）,实现珠子草中柯里拉京的初步富集。     

污泥热解炭脱除NO特性

以废水污泥热解产生的污泥热解炭为原料,通过酸洗、活化、负载Fe、H₂还原等方式考察不同污泥热解炭样品对脱硝性能的影响。结果表明,污泥原样中的Fe₂P、FeS等低价态的铁具有良好的脱硝性能,450～500℃时最大脱硝效率达到81%。经过HNO₃酸洗和KOH活化后的污泥热解炭,因为去除了Fe₂P、FeS等低价态的铁,脱硝效率大幅下降,在450～500℃的最大效率分别仅为30%和53%。而热解污泥负载样中的Fe主要以Fe₂O₃形式存在,其最大脱硝效率在450～500℃时只有50%。经过H₂还原后,负载样中的Fe₂O₃被还原为Fe₂P、FeS等低价态的铁,其最大脱硝效率在450～500℃时上升至94%。     

Fe3O4@PGMA-Arg磁性吸附剂的制备及对亚铁离子的吸附性能

为脱除油田采出水中的Fe(Ⅱ)合成磁性吸附剂，本文以溶剂热法制得亲水性Fe₃O₄纳米颗粒，使用盐酸多巴胺（DA）进行包覆得到Fe₃O₄@PDA，再以甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）在其表面聚合接枝得到Fe₃O₄@PGMA，后经精氨酸（Arg）修饰后得到功能化的Fe₃O₄@PGMA-Arg。通过红外光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射和磁化强度对制备的纳米颗粒进行表征，结果表明Fe₃O₄@PGMA-Arg中具有伯胺、亚胺双键、羟基和羧基官能团，其中伯胺基团和亚胺双键上的N可与Fe(Ⅱ)形成配位键，羟基和羧基的O可与Fe(Ⅱ)形成配位键，从而达到吸附Fe(Ⅱ)的目的。合成产物仍保持了Fe₃O₄的反尖晶石结构，具有好的磁响应性能。通过静态吸附实验探究吸附条件对Fe₃O₄@PGMA-Arg吸附Fe(Ⅱ)的影响因素，结果表明，Fe(Ⅱ)的吸附量随着温度和初始浓度的增加而增加，适宜的pH为4。动力学和热力学研究表明，吸附Fe(Ⅱ)过程符合准二级反应动力学模型，吸附等温线符合Langmuir模型，吸附过程活化能为45.60kJ/mol，为化学吸附。Fe₃O₄@PGMA-Arg经5次再生后，对亚铁离子仍保持较高的脱除率。     

纳米Fe3O4改性水性丙烯酸酯磁性压敏胶的制备与性能表征

利用硅烷偶联剂KH570对纳米Fe₃O₄进行修饰,得到了表面含有双键的改性Fe₃O₄。将纯纳米Fe₃O₄及修饰后的纳米Fe₃O₄分别和丙烯酸酯单体混合,采用原位聚合法制备一系列丙烯酸酯压敏胶(PSA)。通过红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、扫描电镜(SEM)以及振动样品磁强计(VSM)对纳米Fe₃O₄和PSA进行表征。结果表明:加入纳米Fe₃O₄后成功制备了具有良好磁性能的水性丙烯酸酯PSA,且PSA的磁性能随纳米Fe₃O₄含量的增大而增强,纳米Fe₃O₄加入量为4%(质量分数)时,PSA的粘接性能最佳;纳米Fe₃O₄的加入能显著改善PSA的热稳定性,提高PSA的粘接性能;相对于纯纳米Fe₃O₄,经表面修饰后的Fe₃O₄对热稳定性的改善效果更好,与丙烯酸酯聚合物的相容性更好,在压敏胶中分布更均匀而不团聚,但饱和磁强度稍有减弱。     

羧甲基化壳聚糖修饰磁性Fe_3O_4纳米粒子去除Cu（Ⅱ）离子

采用化学共沉淀法制备磁性Fe₃O₄纳米粒子,通过在磁性Fe₃O₄纳米粒子表面接枝高脱乙酰度羧甲基化壳聚糖（CMC）,制备了一种新型磁性纳米吸附剂。通过透射电镜、红外光谱、X射线衍射、振动样品磁强计对其进行了表征,着重研究其对Cu(Ⅱ)离子的吸附性能。结果表明：溶液pH值能显著影响吸附剂对Cu(Ⅱ)的吸附效果,pH值为5时其效果最佳。等温吸附数据符合Langmuir 模型,T＝298 K、pH＝5、V＝5 mL时,吸附剂的饱和吸附容量q_m高达71.43 mg/g,吸附常数为0.0543 L/mg。     

Fe3O4@SA/MWCNTs复合凝胶球的制备及对亚甲基蓝的吸附

以海藻酸钠为骨架，结合多壁碳纳米管和Fe₃O₄通过悬浮滴定CaCl₂溶液法制备Fe₃O₄@SA/MWCNTs复合凝胶球。使用SEM、BET、XRD、FT-IR、XPS、VSM等表征手段对所制备的材料进行表征，并采用单因素控制变量法探究了Fe₃O₄@SA/MWCNTs对MB的吸附性能和影响因素。结果表明：Fe₃O₄@SA/MWCNTs具有较大的比表面积和孔容积；材料具有良好的超顺磁性，其饱和磁化强度高达13.82 emu/g，属于软磁范畴；在30℃、pH为9的环境下，1.0 g/L Fe₃O₄@SA/MWCNTs对50 mL 20mg/L MB溶液吸附300 min后，吸附率高达97.01%，吸附量达到19.40 mg/g；同时此吸附剂在pH为4～10的范围内都具有良好的吸附效果；对MB的吸附过程更符合Langmuir等温模型和伪二级动力学模型，该吸...     

餐厨垃圾溶剂热法制备负载铁生物质炭

以餐厨垃圾为原料运用溶剂热法制备了负载铁的球状生物质炭,系统研究了pH、醋酸锌（C₄H₆O₄Zn·2H₂O）与六水合三氯化铁（FeCl₃·6H₂O）投料质量比、碳化温度、碳化时间等条件对生物质炭制备的影响。在此基础上利用响应曲面法对生物质炭的制备条件进行了优化,分析了不同因素之间的交互作用。结果表明,在pH为2.26、C₄H₆O₄Zn·2H₂O与FeCl₃·6H₂O的质量比为0.51、碳化温度为203.96 ℃、碳化时间为2.92 h时,生物质炭的实际得炭率达到最大为56.82%,回归模型在研究区域内的水平显著,且预测的准确性较高。生物质炭的物相和形貌表征证明了四氧化三铁（Fe₃O₄）负载在球状生物质炭的表面,生物质炭的比表面积可以达到52 m²/g,负载Fe₃O₄相较于未负载Fe₃O₄的生物质炭对铜离子具有更好的吸附性,且吸附过程可以使用准二级动力学方程进行描述。     

生物炭负载铁纳米颗粒的制备及其反应活性评估

本文利用污泥生物炭作为载体负载铁纳米颗粒(Fe NPs)成功制备功能性复合材料Fe NPs/生物炭。通过FTIR、SEM-EDS和XRD表征技术对生物炭、Fe NPs和Fe NPs/生物炭的化学成分和结构进行分析。结果表明,负载在生物炭上的铁纳米颗粒呈现出网状结构,并且Fe NPs/生物炭是一种表面有丰富的官能团的介孔材料。材料的吸附性能的结果表明,在反应2h内,生物炭对亚甲基蓝的去除效率为30%,而FeNPs对亚甲基蓝的去除效率为68%,Fe NPs/生物炭对亚甲基蓝的去除效率为100%。此外,材料的催化性能评估结果表明,FeNPs/生物炭对H₂O₂和Na₂S₂O₈(PS)具有良好的催化性能,对亚甲基蓝的去除率达到100%。     

氧化石墨烯负载纳米Fe3O4类芬顿处理制药废水

采用改进Hummer法制备了氧化石墨烯(GO)负载纳米Fe₃O₄磁性催化剂(Fe₃O₄/GO),对其进行了X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能量-色散光谱表征,并将其应用于多相类芬顿处理高浓化学原料药生产废水。结果表明,Fe₃O₄颗粒成功负载在GO表面,且没有出现明显的团聚现象。当废水的pH为3,双氧水(H₂O₂的质量分数30%)投加量10 mL/L,催化剂投加量2 g/L,反应120 min后COD去除率达78%,UV254去除率高达81%。三维荧光光(3D-EEM)分析可知,芳香类和富里酸类物质在催化降解过程中得到有效去除。     

菌渣生物炭负载四氧化三铁催化降解罗丹明B

考虑到催化剂载体的高成本，寻求廉价的载体制备方案合成催化剂具有重要意义。通过热解青霉素菌渣制备多孔生物炭载体，以共沉淀法负载四氧化三铁，合成催化剂Fe₃O₄@PRBC。通过SEM、XRD、FT-IR和孔隙结构分析对催化剂进行表征，并以罗丹明B(Rh B)为目标降解污染物，考察了不同体系、催化剂用量、双氧水用量、溶液pH和RhB浓度对处理效果的影响。结果显示，四氧化三铁成功负载于生物炭上，Fe₃O₄@PRBC表面呈粗糙多孔状，比表面积达到1 210.54 m²/g。其中H₂O₂/Fe₃O₄@PRBC体系表现出突出的催化性能，当Fe₃O₄@PRBC用量为0.8 g/L、双氧水用量为30 mmol/L时、在pH=3～11时，Rh B的降解率均超过90%。催化循环4次，降解率仍能达到90%。自由基淬灭实验显示，催化降解Rh B的主要活性物质为·OH和·O<...     

等离子体辅助快速合成磁性Fe3O4/NaA复合材料及其CO2吸附性能

吸附法是捕集分离CO₂等温室气体的重要方法,磁性复合材料能实现气固相快速分离而备受关注。本文利用介质阻挡放电等离子体处理方法,分别对磁性Fe₃O₄和分子筛前体进行处理,再通过水热法快速制备了Fe₃O₄/NaA复合材料。利用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜和元素扫描等技术进行了表征,并考察了复合材料中Fe₃O₄/NaA含量比对CO₂吸附性能和磁性能的影响。结果显示,当Fe₃O₄的质量分数为23.2％时,Fe₃O₄/NaA复合材料既具有优异CO₂吸附能力（2.10mmol/g）,又具有较好的磁性（25.92emu/g）,同时CO₂吸附-脱附循环稳定性高,是一种新型磁性CO₂吸附剂。在采用流化床吸附捕集CO₂技术中,有望实现气固高效磁分离。     

改性果胶-Fe3O4磁性微球制备及对Pb 2+吸附性能

合成了一种琥珀酸酐改性果胶-四氧化三铁（Fe₃O₄）磁性微球吸附剂,分别采用扫描电镜（SEM）、红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）等手段对样品进行了表征,并研究了其吸附铅离子（Pb ²⁺）的性能。研究结果表明：成功制备了琥珀酸酐改性果胶-Fe₃O₄磁性微球,改性果胶包覆四氧化三铁几乎没有改变Fe₃O₄的尖晶石结构,其表面疏松多孔;改性果胶-Fe₃O₄磁性微球对铅离子的吸附符合准二级动力学方程、Langmuir等温吸附方程,吸附过程主要为化学吸附。最佳吸附条件：吸附时间为600 min,吸附温度为40 ℃,溶液pH为5,吸附剂添加量为20 mg,溶液中Pb ²⁺质量浓度为800 mg/L。改性果胶-Fe₃O₄磁性微球吸附剂用于脱除毛蚶子、扇贝酶解液中的Pb ²⁺,Pb ²⁺去除率分别为76.47%和80.34%,效果良好。     

纳米Fe3O4磁性颗粒表面改性及其在医学和环保领域的应用

纳米Fe₃O₄磁性材料在生物医学、环保、催化及电子信息等领域有巨大的应用潜力,但单独的纳米Fe₃O₄颗粒存在一些弊端,难以直接使用,在生物医药领域尤其如此。对Fe₃O₄磁性纳米粒子进行表面改性,可以改善其结构与性能,因此,备受科学界关注。对近年来Fe₃O₄磁性纳米颗粒的表面改性方法及其在生物医学、环境工程两大领域中的应用做了综述,并对今后发展趋势做了初步的展望。     

Fe3O4@HBP-NH2复合材料对水中重金属离子的选择性吸附

将Fe₃O₄@NH₂磁性粒子与端氨基超支化聚酰胺(HBP-NH₂)通过亲核加成反应，制备Fe₃O₄@HBP-NH₂复合材料，分析了Fe₃O₄@HBP-NH₂对模拟废水中Pb²⁺、Cd²⁺和Cu²⁺的吸附行为。研究结果表明，Fe₃O₄@HBP-NH₂复合材料已被成功制备，并且该材料仍然能够实现快速磁性分离。同时，吸附实验表明，当t=120 min、pH=4.5、T=55℃和Fe₃O₄@HBP-NH₂添加量为1.0 g/L时，Fe₃O₄@HBP-NH₂对Pb²⁺、Cd²⁺...     

磁性纳米钌催化剂制备及其催化甲苯氢化反应性能

采用共沉淀法制备Fe₃O₄粒子,用SiO₂对Fe₃O₄纳米粒子进行表面包覆,用改性聚乙烯吡咯烷酮对所得磁性粒子进行表面修饰,制备磁性纳米粒子负载钌催化剂Ru/PVP-DB-171/SiO₂/Fe₃O₄。红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜及透射电子显微镜分析表明,所得粒子结构是面心尖晶石结构,Fe₃O₄为核,无定形SiO₂为壳,纳米钌吸附在磁性载体表面。该粒子具有高分散性,可用磁分离实现固液分离。以甲苯液相催化加氢反应为模型,评价磁性负载钌催化剂的催化性能,计算出甲苯氢化的活化能为16.6 kJ·mol^-1,在433 K和4.0 MPa条件下,反应转换数达30 262 mol·(mol-Ru）^-1,Ru催化剂可循环使用8次,添加助剂的种类和数量影响催化剂活性。