磁性膨润土的制备及其性能

为实现外加磁场下膨润土处理废水后的快速分离,先以FeCl3·6H2O,FeSO4·7H2O等为主要起始原料,采用共沉淀法制备Fe3O4磁流体,再与膨润土复合制备一系列不同Fe3O4载量(质量分数,下同)的磁性膨润土。采用X射线衍射、Fourier红外吸收光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能谱仪、振动样品磁强计对样品进行表征,研究了Fe3O4载量对磁分离回收率,Cu2+,Zn2+,Cd2+的饱和交换吸附量及去除率的影响。结果表明:Fe3O4微粒附载于膨润土表面而形成磁性集合体,磁性膨润土具有超顺磁性,对Cu2+,Zn2+,Cd2+的饱和交换吸附性能及去除率与原膨润土的相当,但随Fe3O4载量增加而降低。Fe3O4载量为25%时,其饱和磁化强度、剩余磁化强度分别为13.344,0.365A·m2/kg,矫顽力为1.232kA/m,磁分离回收率为90.1%。对浓度为5mmol/L的Cu2+,Zn2+,Cd2+的饱和交换吸附量分别为23.0,21.3,18.9mg/g,去除率分别为27.9%,26.6%,14.3%。     

Al-Zn柱撑膨润土的制备与表征

以钙基膨润土为原料，先对其钠化改性得到合适的钠基膨润土，制备铝柱柱撑膨润土，并首次制备了铝锌柱撑膨润土。运用X射线衍射分析（XRD）、X射线荧光光谱分析（XRF）、红外（IR）和差示扫描量热法（DSC）等手段对制备的柱撑膨润土进行了初步表征，结果表明：钠基膨润土经柱撑反应后，柱化剂进入到膨润土层间，热处理后在层间形成了比较稳定的复合氧化物柱子，与蒙脱石骨架发生成键反应，形成Si—O—Zn或Si—O—Al键，在600℃焙烧温度下，柱撑膨润土仍能保持层状。     

双有机改性磁性膨润土对Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附

为了提高膨润土对Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附性能,采用羧甲基纤维素钠(SCMC)和壳聚糖(CS)通过席夫碱反应形成的复合物(SCMC/CS)对磁性膨润土(MB)进行改性,制备SCMC/CS修饰的磁性膨润土(SC/MB),研究改性膨润土吸附Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的性能并分析吸附机理.结果表明,SC/MB对Cu(Ⅱ)和Zn...     

CTAB改性铁柱撑膨润土对苯酚的吸附

为了研究膨润土对含酚废水的吸附性能,采用羟基铁柱撑剂对钠基膨润土进行预改性,随后用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性,制备CTAB改性铁柱撑膨润土。利用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)和场发射扫描电镜(FESEM)对改性膨润土的结构和性能进行表征。考察了吸附剂用量、吸附时间、吸附温度、苯酚初始浓度和pH值对吸附性能的影响,研究了吸附热力学和吸附动力学规律。结果表明,CTAB进入铁柱撑膨润土的层间和表面。当吸附剂用量为3 g·L^-1、吸附时间为60 min、吸附温度为25 ℃、苯酚初始浓度为300 mg·L^-1、苯酚初始pH值为7时,改性膨润土吸附量达到29.7 mg·g^-1,吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich热力学模型。     

有机膨润土的制备与表征

以提纯后的钠基膨润土为原料,用十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)为改性剂制备有机膨润土。研究了原料配比、反应温度和反应时间对有机膨润土性能的影响,获得了最佳改性条件:改性剂用量为100 g膨润土加入115 mmol改性剂,反应温度为60℃,反应时间为90 m in。通过红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)对膨润土的改性效果进行了表征。结果表明:有机季铵盐在不破坏膨润土原有的层间结构骨架的情况下,可以顺利地插层到膨润土层状结构中,使得层间距发生一定的膨胀。以CTAC为改性剂,可以制备出性能优良的有机膨润土。     

SDS/Al~(3+)复合改性膨润土制备及氨氮废水的吸附处理试验

采用十二烷基硫酸钠(SDS)与六水氯化铝(AlCl_3·6H_2O)复合改性膨润土制备具有较高吸附性能的改性膨润土,同时研究了复合改性膨润土对氨氮废水的处理效果。通过单因素试验得出AlCl_3·6H_2O与SDS复合改性膨润土的最佳制备条件:SDS/膨润土质量分数为8%,AlC1_3·6H_2O质量浓度为50mg/mL,搅拌时间为30 min,搅拌速度为350 r/min,搅拌温度为40℃。对得到的复合改性膨润土进行表征,再用其处理氨氮废水,得到最佳工艺条件:投土量为3 g,搅拌时间为20 min,搅拌速度为200 r/min。氨氮废水浓度为300 mg/L时,氨氮去除率达88.41%。     

磁性羟基磷灰石的晶体结构分析

以FeCl3·6H2O,FeCl2·4H2O为原料,通过水热法制备磁性四氧化三铁粒子.并以合成的磁性四氧化三铁粒子,Na3PO4 ·12H2O和Ca(NO3)2 ·4H2O为原料,在80 ℃恒温水浴条件下,采用共沉淀法制备磁性羟基磷灰石.通过X射线衍射(XRD),红外(FTIR)对制备样品的结构和化学组成进行表征,并用Materials Studio 4.0(MS)模拟软件,对制备的样品进行结构分析.结果表明,四氧化三铁取代羟基磷灰石中平行于c轴的OH进入羟基磷灰石晶格中,从而引起羟基磷灰石 (210)和(212)晶面发生变化,但所得的样品具备羟基磷灰石的晶体结构特征和化学组成.     

微波水热法合成Mn掺杂BaTiO_3纳米粉体

以Ti(OC_4H_9)_4 、Ba(NO_3)_2 和C_4H_6MnO_4·4H_2O为原料,采用微波水热法合成了Mn掺杂的BaTiO_3纳米粉体.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对产物进行了表征.并研究了影响Mn掺杂BaTiO_3晶体生长和形貌的主要影响因素.实验结果表明:掺杂量为1.0%,反应时间为30 min,烘箱干燥温度为82 ℃,能制备出单一的粒径均匀的掺Mn的BaTiO_3纳米粉体,且粉体的粒径尺寸约为100 nm.     

柠檬酸铵对水热合成α-CaSO4·0.5H2O结晶过程的影响

以CaSO_4·2H_2O为原料,柠檬酸铵(C_6H_(17)N_3O_7)为添加剂,在水热温度130℃,搅拌速率60r·min~(-1),反应2h的条件下制备α-CaSO_4·0.5H_2O。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、场发射透射电子显微镜(TEM)、热重分析仪(TG)、差热示差扫描量热仪(DSC)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和X射线光电子能谱测定元素结合能(XPS)表征α-CaSO_4·0.5H_2O晶体的形貌和结构,探讨不同浓度C_6H_(17)N_3O_7对α-CaSO_4·0.5H_2O的晶体和结晶过程的影响。研究结果表明,C_6H_(17)N_3O_7会抑制α-CaSO_4·0.5H_2O沿c轴的生长,随着添加C_6H_(17)N_3O_7浓度的增大,α-CaSO_4·0.5H_2O的形貌由针状向柱状转变,晶体的直径由1.5～2μm增至10～12μm,长径比由80:1～100:1降至2:1～3:1。并且在CaSO_4·2H_2O向α-CaSO_4·0.5H_2O转化过程中,C_6H_(17)N_3O_7的添加导致其诱导时间和转化周期延长,生长速率减慢,晶体的热稳定性提高。     

CTAB-膨润土的制备、表征及对橙黄II的吸附研究

为了提高膨润土的对橙黄II的吸附性能,使用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为改性剂,通过简单的离子交换方法制备出了不同CTAB含量的改性膨润土。采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜和比表面孔隙分析对样品进行表征,研究了CTAB改性膨润土对橙黄II的吸附性能。结果表明,经过CTAB改性后,膨润土对橙黄II的吸附容量明显增大,当CTAB的质量分数为30%时吸附容量达到最大,其对橙黄II的吸附遵循拟2级反应动力学及Langmuir吸附模型,最大吸附容量为150.5 mg/g左右。     

系列改性膨润土处理含铜废水的应用研究

以新疆哈密拉伊格来克膨润土为原料,制备了羟基锰铝无机改性、十二烷基苯磺酸钠(SDS)和十八烷基三甲基氯化铵(1831)复合改性的阴-阳离子有机改性膨润土,比较了膨润土原土,改性膨润土处理含铜废水的性能,研究了改性膨润土的加入量、pH、吸附时间等因素对改性膨润土吸附实验的影响。结果表明,改性膨润土对废水的处理效果明显好于原土,改性膨润土在投加量为15g/L、pH为7、吸附时间30min、Cu2+质量浓度为40mg/L时,羟基锰铝无机改性膨润土对Cu2+去除率达到90%,阴-阳离子改性膨润土对Cu2+去除率达到93%。     

纳米磁性聚多巴胺-膨润土的制备及吸附Cr(Ⅵ)

为改善膨润土(BT)对水中铬(Ⅵ)的吸附性能,以膨润土、盐酸多巴胺和磁性四氧化三铁等为原料,制备磁性四氧化三铁-聚多巴胺/改性膨润土复合材料(Fe_3O_4-PDA/SDBS-BT)。通过红外光谱仪、X射线衍射仪、透射电镜进行了结构表征,研究了其对铬(Ⅵ)的吸附性能。结果表明,适当提高温度有利于吸附,在p H=3、反应温度323 K下,达到吸附平衡时,吸附量可达103.6 mg/g。吸附动力学遵循准2级动力学模型,吸附过程为吸热反应。     

Fe(Ⅱ)掺杂TiO_2光催化剂处理电镀废水中的六价铬

采用溶剂热法制备了Fe(Ⅱ)掺杂TiO_2光催化剂,并采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、比表面仪(BET)、扫描电镜(SEM)对其进行表征。考察了光照时间、FeSO_4·7H_2O加入量、pH和Cr(Ⅵ)初始质量浓度对采用该催化剂处理含Cr(Ⅵ)电镀废水效果的影响。得到了较佳的工艺条件为:反应时间120 min,FeSO_4·7H_2O加入量0.3 g,p H 4.0,Cr(Ⅵ)初始质量浓度100 mg/L。该条件下Cr(Ⅵ)的去除率可达81.4%,催化剂的去除效率为35.2 mg/g。     

正极材料LiFePO_4液相法合成中反应液循环研究

以FeSO_4·7H_2O、NH_4H_2PO_4、H_2O_2和CH_3COOLi等为原料,采用液相法制备锂离子正极材料LiFePO_4。制备中反应液不经过处理直接用于制备Fe PO_4·xH_2O,溶剂乙醇蒸馏后循环使用制备LiFePO_4。通过X射线衍射、扫描电镜及恒流充放电对材料进行物性表征及性能测试。结果表明,制备FePO_4·x H_2O时反应液不经过任何处理直接使用5次,制得的样品纯度较高。并以制备的FePO_4·xH_2O为原料,蒸馏后的乙醇为溶剂,制备出具有良好电化学性能的LiFePO_4,在0.1 C倍率下,首次放电比容量为156.3 m Ah·g~(-1),循环30次后容量保持率99.49%。     

阳离子型Gemini表面活性剂改性膨润土的制备及结构表征

以膨润土为原料,以系列阳离子Gemini表面活性剂(Gm-n-m)为插层剂制备了有机膨润土,利用红外光谱、X射线衍射及差热-热重分析对产物结构进行了表征,并探讨了温度、时间、搅拌速率及插层剂用量对有机膨润土结构的影响。结果表明,当Gm-n-m分子进入到膨润土层间后,其疏水性增强,层间距由1.51 nm增大到3.91 nm,有机物含量达到23.53%,且层间距明显大于单链CTAB改性膨润土的层间距。适宜的制备条件为:插层剂用量为钠基膨润土的40%,70℃下水浴反应3 h,搅拌速率为205 r/min。     

膨润土的复合改性研究

以无机膨润土与聚丙烯酰胺和十八烷基二甲基苄基氯化铵(1827)为原料,合成二元改性有机膨润土。利用红外光谱,X射线衍射,透射电镜及差热分析进行了表征,结果表明:经改性后的有机膨润土,层间距由0.34 nm增大到0.45 nm,有机物含量达40.08%。     

铁改性膨润土类Fenton法降解罗丹明B的研究

以FeSO4和膨润土为原料制备了铁改性膨润土,研究其利用类Fenton法对罗丹明B的降解性能,并考查了铁改性膨润土用量、温度和初始溶液pH、H2O2用量等因素对降解效果的影响.当pH为7.0,1 mL浓度30％的H2O2,改性膨润土的量为0.3 g,搅拌时间为1 h的条件下,对200 mg/L的罗丹明B溶液的降解率能达到94.79％.     

ZnO量子点光催化氧化垃圾渗滤液实验研究

采用溶胶-凝胶法合成ZnO量子点,研究了原料LiO H·H_2O和Zn(C_4H_6O_4)·2H_2O的摩尔比、聚乙二醇(PEG2000)掺杂量、pH等因素对光催化降解垃圾渗滤液的影响,并通过场发射高分辨率透射电镜(HRTEM)、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、荧光光谱等表征手段对其成分、形貌及晶体结构进行表征分析。结果表明,制备的掺杂质量分数为6%的PEG ZnO量子点材料粒径为5.9 nm,适宜原料摩尔比为5:1,PEG 2000适宜掺杂质量分数为6%,适宜pH为4。光催化降解垃圾渗滤液2 h,色度和COD的去除率分别为77.74%和70.53%。证明该光催化材料具有较强的光催化性能与应用前景。     

氢氛还原制备Fe_3O_4/膨润土的类Fenton催化降解金橙Ⅱ研究

以硝酸铁为铁源、氢气为还原气,采用氢氛还原法制备了Fe_3O_4/膨润土。利用X射线衍射、扫描电子显微镜和电子能谱对Fe_3O_4/膨润土进行表征分析,并考察了影响类Fenton催化降解金橙II的因素,初步探讨了催化作用机理。结果表明,铁化合物有效固载在膨润土并转化为Fe_3O_4,所得Fe_3O_4/膨润土结构分散、孔隙明显、物化形态优良;在反应温度30℃、Fe_3O_4/膨润土投加量0.4 g/L、H_2O_2投加量10 mmol/L、初始pH3的优化条件下,质量浓度40mg/L的金橙II在1 h内去除率达到98.1%;Fe_3O_4/膨润土重复使用3次效果稳定,铁离子溶出量低,H_2O_2在膨润土所固载Fe_3O_4的Fe~(2+)、Fe~(3+)作用下产生羟基自由基(·OH),高活性的·OH将金橙II氧化降解。     

钙基膨润土的有机改性及其结构表征

以钙基膨润土为原料,经提纯钠化改性,用十六烷基三甲基氯化铵对其进行有机改性。研究了改性剂用量、反应温度和反应时间对改性膨润土有机化程度的影响,得到了最佳实验条件：改性剂用量为35%（以钠基膨润土质量计）、反应温度为70 ℃、反应时间为2 h。利用红外光谱仪和X射线衍射仪对最优样品进行测试分析,结果表明：季铵盐插层进入了膨润土的晶层间,层间距明显增大,改性效果良好。