功能化磁性纳米复合材料Fe3O4-mPD/SP吸附Cr(Ⅵ)研究

在超声波条件下先制得纳米Fe₃O₄颗粒，再在超声波辐照下一步合成氨基、亚氨基和磺酸基修饰的功能化磁性纳米复合材料Fe₃O₄-mPD/SP（50∶50），采用TEM、XRD、IR、TGA、VSM及BET对其进行表征，考察了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能，结果表明：溶液pH对Cr(Ⅵ) 吸附影响显著，pH=2时，吸附效果最好；吸附剂投加量、竞争性阴离子（Cl^-，NO₃^-，SO₄^2-）、温度等均会对吸附Cr(Ⅵ) 造成一定影响。等温吸附数据符合Freundlich模型，K_F=34.464 mg^1-(1/n)·L^1/n·g^-1，n=3.861；对Cr(Ⅵ) 的吸附为自发过程，?G⁰<0，?S⁰=73.368 J·mol^-1·K^-1，?H⁰=19.375 kJ·mol^-1；准二级动力学方程能很好地描述Cr(Ⅵ) 在Fe₃O₄-mPD/SP（50∶50）上的吸附行为，k₂=1.324×10^-3 g·mg^-1·min^-1，q_e=77.157 mg·g^-1；推测出吸附机理包括静电吸附，氧化还原和离子交换。     

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。     

磁性纳米Fe3O4@TiO2可见光下光催化还原Cr(Ⅵ)

通过溶胶-凝胶法、水热法和煅烧法,成功制备出具有光催化活性的Fe₃O₄@TiO₂磁性纳米复合材料,将超顺磁性的Fe₃O₄与TiO₂复合,实现材料的快速回收与可见光响应能力的结合。进一步将Fe₃O₄@TiO₂磁性纳米复合材料应用于Cr(Ⅵ)的去除,实验结果表明,在可见光照射下Fe₃O₄@TiO₂对Cr(Ⅵ)的去除能力是P25的1.96倍。并深入探究了Fe₃O₄@TiO₂中TiO₂含量、Cr(Ⅵ)溶液的pH以及空穴去除剂对Fe₃O₄@TiO₂可见光下光催化还原Cr(Ⅵ)能力的影响,实验表明当Fe₃O₄@TiO₂中TiO₂含量为1.0 g/g,添加甲酸作为空穴去除剂并且溶液pH=2时Fe₃O₄@TiO₂对Cr(Ⅵ)的去除能力最佳,此条件下Cr(Ⅵ)的去除率达到99.85%,重复使用4次,催化能力依然保持较高水平。此外,Fe₃O₄@TiO₂对5~500 mg/L浓度范围内的Cr(Ⅵ)都具有良好的去除能力。Fe₃O₄@TiO₂磁性纳米复合材料对Cr(Ⅵ)具备优异的去除能力,具有良好的应用前景。     

生物炭复合吸附剂处理含油废水效能机制研究

以生物炭为载体负载壳聚糖、磁性纳米Fe₃O₄制备了一种生物炭负载纳米Fe₃O₄新型吸附剂，考察了其吸附性能及可再生性能。结果表明，在pH为7、温度为30℃、吸附剂投加质量为0.4 g时反应120 min, COD、油、浊度的去除率分别为83.34%、92.21%和97.82%,达到回注水标准。吸附剂经过5次再生后对废水仍有较好的去除效率。新型生物炭复合吸附剂对含油废水有很好的吸附效果，且其优越的再生性可以有效地节约成本。     

松香基磁性微球的结构表征及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以马来松香乙二醇丙烯酸酯和甲基丙烯酸为单体,Fe₃O₄为磁源,通过悬浮聚合和酰胺化反应制备出松香基磁性微球。利用热重分析仪、红外光谱、比表面积与孔隙度分析仪、扫描电镜及磁天平对磁性微球进行表征,并通过静态吸附法研究了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能。结果显示：松香基磁性微球既具有顺磁性(磁化率为9.123×10^-4 cm³/g),又具有功能基团(氨基),比表面积、孔体积和平均孔径分别为29.73 m²/g、0.396 cm³/g和18.023 nm,表面和内部均有大量孔洞。当磁性微球粒径为72~108 μm时,在50 mL质量浓度为0.5 g/L Cr(Ⅵ)溶液中,调节pH值为2,吸附剂用量为0.8 g,25 ℃下振荡吸附,吸附平衡时间为4 h时,平衡吸附量为67.5 mg/g。动力学方程拟合结果显示吸附速率符合准一级动力学方程,吸附过程受液膜扩散和颗粒内部扩散共同影响。磁性微球循环使用5次,去除率仍达第一次吸附的85%以上,具有很好的循环使用性能。     

零价铁、铜改性生物炭及其对Cr(Ⅵ)吸附性能的影响

针对纳米零价铁（nanoscale zero valent iron，nZVI）易团聚的特性，本文用鸡骨生物炭（BC）作载体，制备出生物炭-零价铁（Fe-BC）去除Cr(Ⅵ)，并与铜改性的生物炭-零价铁（Fe-Cu-BC）和BC对Cr(Ⅵ)的吸附性能进行了对比。通过扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）、N₂吸脱附等温线和傅里叶红外光谱（FTIR）对材料表面形貌及结构性质进行分析，同时考察了溶液pH、接触时间等条件对吸附剂吸附容量的影响，通过吸附动力学和吸附等温线分析了吸附特性。结果表明，在pH=2的条件下去除Cr(Ⅵ)效果较好；吸附平衡遵从Langmuir吸附等温式；吸附动力学符合准二级动力学方程。Fe-BC材料吸附水体污染物后可用磁分离技术加以回收。Fe-Cu-BC缩短了对Cr(Ⅵ)的吸附平衡时间。制备出的吸附剂对Cr(Ⅵ)的理论最大吸附量顺序为 Fe-BC>Fe-Cu-BC>BC；同时， Fe-BC吸附量为153.60mg/g，对比于先前报道的nZVI对Cr(Ⅵ)的吸附容量85mg/g左右，有了很大的提升，说明BC作载体成功解决了nZVI易团聚的缺点，拓展了实际应用。     

Fe3O4/黄麻多孔生物炭的制备及对Cr(Ⅵ)吸附性能研究

以黄麻作为碳源，通过硝酸铁改性一步制备了Fe₃O₄生物质碳材料。利用SEM、XRD和SQUID技术手段对其进行测试，并研究磁性多孔炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能。2 h内水中六价铬离子的去除率可达97%以上。黄麻廉价易得，磁性多孔碳制备方法简便，对Cr(Ⅵ)吸附效果良好，且有较高饱和磁化强度(41.00 emu/g),便于后续在外加磁场下分离以便重复利用和减少二次污染，吸附脱附后吸附率仍在90%以上。     

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⁺...     

改性氧化铝对饮用水中氟离子的吸附性能研究

采用浸渍法制备ZrCl₄改性γ-Al₂O₃吸附剂,探究了吸附剂用量、初始F-浓度、吸附时间以及溶液pH值对吸附量的影响。结果表明,ZrCl₄改性浓度为2(wt)%,吸附剂ZrCl₄-Al₂O₃投加量为4g·L^-1,溶液初始pH值为4,吸附温度为25℃,吸附时间为24h时,吸附效果最好,吸附量为17.08mg·g^-1,相较于未改性γ-Al₂O₃提高了149.4%。吸附过程符合Freundlich吸附等温方程和准二级动力学模型,是一种优势放热吸附过程。     

纳米复合材料Fe3O4@MIL-100(Fe)对亚甲基蓝的吸附

采用溶剂热法来合成Fe₃O₄@MIL-100(Fe)纳米材料,通过红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能谱和磁性等多种方法表征测试。从测试结果能够得知MIL-100(Fe)成功包覆在Fe₃O₄上。用Fe₃O₄@MIL-100(Fe)纳米材料作为吸附剂吸附亚甲基蓝溶液,考察了振荡时间、溶液pH、吸附剂用量、亚甲基蓝水试剂浓度等因素对吸附过程的影响。结果表明：振荡时间为40 min、pH为8、Fe₃O₄@MIL-100(Fe)微球用量为4 mg、亚甲基蓝水试剂浓度为6 mg·L^-1时为最佳条件,最大饱和吸附量为9.688 6 mg·g^-1。此外动力学与热力学结果表明室温下利于反应进行且符合准一级动力学模型。     

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。     

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。     

羧基化磁性Fe3O4复合材料的制备及其对水体中Pb2+的吸附研究

以采用共沉淀法制备的磁性Fe₃O₄为核,通过硅烷化及酰胺化反应,制备了羧基化磁性Fe₃O₄复合材料（Fe₃O₄?SiO₂?NH?COOH）,通过红外光谱仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、磁强度计（VSM）和X射线衍射仪（XRD）等对复合材料的结构进行了表征,并对不同作用条件下Fe₃O₄?SiO₂?NH?COOH吸附Pb²⁺的效果及Fe₃O₄?SiO₂?NH?COOH的重复使用效能进行了研究。结果表明,具有Fe₃O₄?SiO₂?NH?COOH结构的复合材料已被成功被制备,且该材料仍然能够实现快速磁性分离;Fe₃O₄?SiO₂?NH?COOH对Pb²⁺的静态吸附动力学数据更符合准二阶动力学,吸附时间为100 min、pH=4.5、Fe₃O₄?SiO₂?NH?COOH用量为1.0 g/L时,Fe₃O₄?SiO₂?NH?COOH对Pb²⁺的最大吸附容量为208.7 mg/g,且Langmuir方程更能描述该吸附等温过程;Fe₃O₄?SiO₂?NH?COOH对Pb²⁺的吸附是吸热过程;Fe₃O₄?SiO₂?NH?COOH对Pb²⁺的吸附量随时间延长先增加后趋于稳定,随pH值的增加先增加后减小;相比于一价阳离子,溶液中二价Ca²⁺、Mg²⁺的存在对吸附反应具有一定抑制作用;Fe₃O₄?SiO₂?NH?COOH吸附Pb²⁺后可洗脱再生,连续重复使用6次后对Pb²⁺的去除率仍大于50 %。     

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...     

利用铁尾矿资源制备磁性纳米纤维素材料对Pb(Ⅱ)的吸附去除

为探索固废资源的高值化应用，利用铁尾矿合成磁性Fe₃O₄,并通过与氨基酸离子液体和纤维素的交联，制备磁性纤维素纳米材料Fe₃O₄@Cellulose/AAILs,用于吸附去除重金属Pb²⁺。应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、振动样品磁强计(VSM)、 X射线衍射(XRD)、电镜扫描(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对材料微观结构进行了表征，运用Box-Behnken响应曲面法研究了吸附过程的影响因素。FTIR和XRD分析表明，氨基酸的氨基和羧基修饰改性纤维素结构。选择Pb²⁺去除率作为响应，考察了溶液的初始pH、吸附温度及吸附剂投加量之间的相互作用。结果表明：在25℃、pH值=7和吸附剂投加量为0.2 g时，Pb²⁺去除率可达98.296%。材料的吸附行为符合Langmiur吸附等温模型、伪二级动力学模型。XPS分析进一步揭示了其对Pb²⁺的吸附机理，主要包括表面物理吸附、离子交换、官能团络合、静电吸引等。...     

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。     

添加剂对污泥炭重金属稳定性的影响

将添加剂Fe₂O₃、赤泥、CaO与市政污泥以1∶10(质量比)混合共热解,制备改性污泥炭BC-Fe、BC-RM和BC-Ca。研究添加剂对污泥炭特性及重金属(Pb、Zn、Cu、Cr、Mn)形态分布的影响,采用风险评价编码法(RAC)评价污泥炭的生态风险。结果表明,三种改性污泥炭的比表面积较未改性污泥炭(BC)分别增大58.08%,189.58%和122.99%,孔隙结构得到改善;Fe₂O₃可显著抑制Zn在热解过程中的逸散;BC-Ca中Zn、Pb、Cr、Mn和Cu处于残渣态(F4)的比例较未改性污泥炭(BC)分别增加11.76%,13.03%,26.96%,5.55%和2.11%,且均为RAC低风险。     

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。     

PAM汲取液制备及FO浓缩模拟城市污水可行性

通过共沉淀法制备了超顺磁性纳米颗粒，并利用聚丙烯酰胺对其改性，制备了新型正渗透汲取液Fe₃O₄@PAM，探究其正渗透浓缩模拟城市污水的可行性。通过SEM、FTIR、XRD和VSM等技术对改性前后的磁性纳米颗粒形貌结构进行表征，表明PAM可很好地负载在Fe₃O₄表面。PAM、MNPs和Fe₃O₄@PAM汲取液在相同FO运行条件下，Fe₃O₄@PAM汲取液的水通量最大，为5.1 L/(m²·h);AM(PAM的前聚体)/MNPs在质量比分别为3、2.5、2、1.5时制备改性磁纳米颗粒，质量比为3制备的20 g/L的Fe₃O₄@PAM水通量最大，为7.7 L/(m²·h)；当Fe₃O₄@PAM(3∶1)的浓度从10 g/L增加至70 g/L时，水通量从4.3 L/(m²     

Preparation of magnetic Fe3O4 nano-particles modified with oleic acid at low-temperature and washed with distilled water

通过对油酸改性四氧化三铁（Fe₃O₄）磁性纳米粒子的制备工艺的改进研究,成功制备了分散性好、磁响应性强的平均粒径在18 nm的改性Fe₃O₄磁性纳米粒子,并通过X射线衍射、红外光谱、透射电镜等对制备的磁性纳米粒子进行了表征。结果表明：当采用60 ℃的反应温度进行改性处理,以蒸馏水进行洗涤时,得到的油酸改性Fe₃O₄磁性纳米粒子的分散性最好、磁响应性最强。