Fe_3O_4@C/Cu催化剂的制备及催化性能测试

本文以具有良好生物兼容性且富含氨基官能团的多巴胺为碳源,正硅酸乙酯为硅源,自制的四氧化三铁为磁性内核,在st ber条件下,首先制备出Fe_3O_4@SiO_2@PDA复合物微粒,再通过碳化和选择性刻蚀除去SiO2层,得到富含N掺杂的磁性碳材料Fe_3O_4@C。用Fe_3O_4@C吸附铜离子后,经原位还原,得到Fe_3O_4@C/Cu。SEM、TEM表征结果证实,该产品具有完整的球形和明显的YOLK-SHELL结构,XRD显示,Cu在Fe_3O_4@C载体上以纳米形态均匀分布。以对硝基苯酚溶液为污染模型,硼氢化钠为还原剂,考察该催化剂的催化性能,结果表明,该催化剂在25min内可将对硝基苯酚完全催化还原为对氨基苯酚,并且可重复使用8次以上。     

柠檬酸钠改性的Fe3O4磁性纳米粒子的快速制备

以FeSO_4·7H_2O为单一铁源,浓氨水为沉淀剂,柠檬酸钠为表面改性剂利用简单回流法快速合成Fe_3O_4磁性纳米粒子。考察反应时间,反应温度及浓氨水加入方式对合成Fe_3O_4磁性纳米粒子的影响,并利用动态光散射仪、傅立叶红外射线光谱仪及透射扫描电镜等对合成的Fe_3O_4磁性纳米粒子进行表征。结果表明,以柠檬酸钠为表面改性剂,逐滴加入浓氨水,反应温度为(70～80)℃和反应时间为6 min时,获得的Fe_3O_4磁性纳米粒子在水中具有良好的分散性及磁响应性。Zeta电位和红外光谱同时表明,柠檬酸钠成功地吸附于Fe_3O_4磁性纳米粒子的表面(Fe_3O_4@SC),且Zeta电位值为-31.3 mV;透射扫描电镜显示获得的Fe_3O_4@SC磁性纳米粒子呈球状结构,粒径约为10 nm。     

磁性纳米Fe3O4的制备及其对Cr6+的吸附

采用共沉淀法制备磁性纳米Fe_3O_4,利用TEM、FT-IR、XRD和BET对制备的材料进行表征,并研究磁性纳米Fe_3O_4对Cr~(6+)的吸附去除效果。结果表明,磁性纳米Fe_3O_4成功制备。磁性纳米Fe_3O_4对Cr~(6+)的吸附动力学可以用准一级动力学方程描述,60 min达吸附平衡,以物理吸附为主,平衡吸附量为8.182 mg/g。磁性纳米Fe_3O_4对Cr~(6+)的吸附热力学可以用Langmuir等温模型描述,最大吸附量为7.235 mg/g。此外,溶液中Cr~(6+)初始浓度增加,平衡吸附量先快速增加后缓慢增加。初始浓度低时,不同温度平衡吸附量线性增加;初始浓度高时,温度越高,平衡吸附量越大。溶液pH增加,平衡吸附量先增加后减少;溶液中阳离子种类和浓度对磁性纳米Fe_3O_4对Cr~(6+)的吸附有一定的影响。     

Fe_3O_4@SiO_2介孔微球/PVDF超滤膜的制备与性能

以十六烷基三甲基溴化铵为介孔导向剂,氨催化水解正硅酸乙酯,制得具有核壳结构的磁性Fe_3O_4@SiO_2介孔微球,通过相转化法制备出Fe_3O_4@SiO_2/PVDF杂化超滤膜。通过SEM、EDX、AFM、TGA、接触角、力学性能、过滤通量等测试,探讨了Fe_3O_4@SiO_2介孔微球掺杂的PVDF超滤膜的结构和性能。结果表明,随着Fe_3O_4@SiO_2介孔微球掺杂浓度的增加,PVDF复合改性膜的膜孔结构影响不大,而改性膜的热稳定性、亲水性和抗污性能逐渐增强,得到有效提升。当Fe_3O_4@SiO_2介孔微球质量分数为1%时,Fe_3O_4@SiO_2介孔微球在膜表层和膜体指状孔分布均匀,改性膜的机械强度达到最佳值。当Fe_3O_4@SiO_2介孔微球质量分数为2%时,由于改性膜亲水性的改善,其水通量和渗透通量达到最大值。     

新型磁性吸附材料的合成及表征

水中重金属的脱除是污水处理中的重要内容。吸附法是一种除去水中重金属污染的简单高效的方法。磁性吸附剂具有成本低、无二次污染、吸附率高、便于分离和再生等特点,在污水处理上有着重要的应用前景。本文采用溶剂热法制备磁性Fe_3O_4纳米粒子,考察了外部条件对磁性Fe_3O_4纳米粒子生成的影响,确定了制备磁性Fe_3O_4纳米粒子的最佳条件。制备了Fe_3O_4@SiO_2复合微球,通过将壳聚糖键合到颗粒表面并接枝三乙烯四胺改性,得到氨基修饰的磁性Fe_3O_4纳米粒子。     

功能磁性核壳纳米颗粒制备及对双酚A的吸附

采用水热法制备了球形四氧化三铁纳米颗粒,对其表面改性后得到两种吸附剂并用于对双酚A的吸附。借助透射电镜、红外光谱分析、热重分析仪和氮气吸脱附等温仪对两种吸附材料进行物理结构表征。结果表明:成功制备了核壳磁性介孔氧化硅纳米吸附剂(Fe_3O_4@mSiO_2),孔径约为2 nm,比表面积约为160 cm~2/g;对其进一步改性得到苯基改性吸附材料(Fe_3O_4@mSiO_2@PhTES)。通过动力学模拟探究了两种吸附剂对双酚A的吸附特性。结果表明:二者对双酚A的吸附动力学均符合拟二级动力学模型,与Fe_3O_4@mSiO_2相比,Fe_3O_4@mSiO_2@PhTES对双酚A的吸附量明显增加,最高达109 mg/g。主要是分子中苯环以π-π共轭方式与吸附剂表面苯基发生作用增强吸附性能。     

功能化Fe_3O_4纳米粒子去除水中Cu~(2+)的研究

本文通过水热法合成了Fe_3O_4磁性纳米颗粒,采用3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)对Fe_3O_4颗粒进行表面修饰,得到氨基化磁性微粒,并表征其性能。并用氨基化Fe_3O_4磁性纳米粒子构建铜离子吸附体系。实验结果表明,Fe_3O_4纳米粒子和功能化Fe_3O_4纳米粒子的磁饱和强度值(M)分别为78和59emu·g~(-1)。最终确定的最优工艺组合为:APTMS@Fe_3O_4添加量2mL,温度30℃,吸附时间15min。     

3种含铁吸附剂对水中磷酸盐的吸附性能

以磁性纳米铁酸锰(MnFe_2O_4)和磁性纳米四氧化三铁(Fe_3O_4)以及羟基铁(FeO_xH_y)作为吸附剂去除水中磷酸盐,研究了3种含铁材料对磷酸盐的吸附性能与机理。研究结果表明,3种吸附剂对磷酸盐的吸附过程均为物理化学吸附,吸附速度大小为Fe_3O_4MnFe_2O_4FeO_xH_y;FeO_xH_y和MnFe_2O_4的吸附性能要优于Fe_3O_4,三者的最大饱和吸附容量分别为29.836、21.970、1.314 mg/g;pH会影响吸附剂的吸附效果,酸性越强,吸附效果越好;吸附前后的ξ电位表明,3种吸附剂带电性受pH影响较大,ξ电位绝对值随pH的增大而增大。磁性纳米铁酸锰对磷酸盐表现出良好的吸附性能,其作为1种新型吸附材料具有一定的研究和应用前景。     

Fe_3O_4@C纳米核壳型微球的制备及电化学性能研究

以酚醛树脂为炭前驱体、水热法合成的Fe_3O_4纳米微球为核,经研磨、干燥、炭化制备Fe_3O_4@C纳米核壳型微球。结果表明,包覆后的Fe_3O_4@C微球尺寸均匀且无团聚现象。碳包覆量影响着Fe_3O_4@C锂电池负极材料的电化学性能。20%为最佳包覆量,其首次放电比容量为984 mA·h/g,100次循环后放电比容量保持在413 mA·h/g。     

P(St-co-MAA)-Fe_3O_4@SiO_2 pH磁性微球的制备与性能研究

首先制备Fe_3O_4磁性纳米粒子,然后接上SiO_2层,最后通过共聚的方法制备磁性聚合物微球,并探索其对蛋白质的吸附关系。实验结果表明制备的Fe_3O_4与Fe_3O_4复合微球磁性均很强,而且复合微球对蛋白质的吸附能力很强。     

Fe_3O_4/纤维素磁性纳米材料对亚甲基蓝的吸附性能研究

以纤维素和氯化亚铁为主要原料,制备了一种新型的磁性纳米复合材料,用于吸附水溶液中的亚甲基蓝,探索了Fe_3O_4与纤维素的质量比、反应时间、吸附剂用量、亚甲基蓝初始浓度等对材料吸附性能的影响。结果表明,Fe_3O_4/纤维素复合材料吸附亚甲基蓝的最佳条件为:2 mL初始浓度10 mg/L的亚甲基蓝废水,Fe_3O_4/纤维素质量比为1∶8,吸附剂用量为8 mg,吸附反应时间为10 min。在此条件下,Fe_3O_4/纤维素复合材料对亚甲基蓝的去除率可达91%。Fe_3O_4/纤维素复合材料吸附亚甲基蓝的过程符合Langmuir模型。该新型复合材料的吸附性能和磁性能有力的结合,使其具有易分离、易回收且能够循环利用的特点。同时,该材料制作成本低、适宜大规模生产。     

Fe3O4@ABc复合材料的制备及其对水中甲基橙的吸附

以Fe_3O_4纳米粒子和海藻生物质炭(ABc)为原料,采用共沉淀法制备了磁性海藻生物质炭(Fe_3O_4@ABc)复合材料,并用于甲基橙(MO)的吸附。通过XRD、SEM、TEM、FTIR和VSM对Fe_3O_4@ABc复合材料进行了表征。考察了溶液pH、吸附剂添加量对MO吸附性能的影响,并进行了吸附动力学和等温吸附模型拟合。结果表明,Fe_3O_4纳米粒子成功复合到ABc表面,Fe_3O_4@ABc复合材料具有超顺磁性,在外在磁场的作用下能够快速分离;当m(ABc)∶m(Fe_3O_4)=2∶1时,制备的Fe_3O_4@ABc复合材料比表面积为622.88m2/g,平均孔径1.55 nm,具有良好的MO去除效果。当MO质量浓度为100 mg/L,Fe_3O_4@ABc添加量为10 mg,pH为3,吸附时间240 min,MO的去除率为96.14%。制备的Fe_3O_4@ABc复合材料对MO的吸附过程符合拟一级动力学模型,吸附等温线符合Freundlich模型,并以物理吸附为主,化学吸附为辅。     

Fe_3O_4/纤维素磁性纳米材料对亚甲基蓝的吸附性能研究

以纤维素和氯化亚铁为主要原料,制备了一种新型的磁性纳米复合材料,用于吸附水溶液中的亚甲基蓝,探索了Fe_3O_4与纤维素的质量比、反应时间、吸附剂用量、亚甲基蓝初始浓度等对材料吸附性能的影响。结果表明,Fe_3O_4/纤维素复合材料吸附亚甲基蓝的最佳条件为:2 mL初始浓度10 mg/L的亚甲基蓝废水,Fe_3O_4/纤维素质量比为1∶8,吸附剂用量为8 mg,吸附反应时间为10 min。在此条件下,Fe_3O_4/纤维素复合材料对亚甲基蓝的去除率可达91%。Fe_3O_4/纤维素复合材料吸附亚甲基蓝的过程符合Langmuir模型。该新型复合材料的吸附性能和磁性能有力的结合,使其具有易分离、易回收且能够循环利用的特点。同时,该材料制作成本低、适宜大规模生产。     

Fe_3O_4@LDH磁性纳米粒子的制备及吸附性能研究

以Fe_3O_4磁性纳米粒子为核,通过控制溶液的pH制备了核-壳结构的Fe_3O_4@LDH复合材料。并将该材料作为吸附剂,用甲基橙(MO)来模拟废水染料,研究不同时间和不同浓度的条件下,Fe_3O_4@LDH复合材料对甲基橙溶液的吸附情况。结果表明,Fe_3O_4@LDH磁性复合材料对甲基橙的吸附平衡时间为60 min,最大吸附量为164 mg·g~(-1),吸附效果良好。同时,在外加磁场的作用下实现了快速的固液分离,表明所制备的磁性Fe_3O_4@LDH是一种易于分离的高效吸附剂。     

磁性载银纳米粒子的制备及催化降解对硝基苯酚的应用

首先以水热法合成了高度分散性的磁性纳米粒子Fe_3O_4,然后在Stber条件下以正硅酸乙酯为硅源,制备了具有核-壳结构的Fe_3O_4@SiO_2。以Fe_3O_4@SiO_2作为磁性载体,利用乙二胺的温和还原性,在AgNO_3的乙醇溶液中,成功地将Ag纳米粒子沉积在Fe_3O_4@SiO_2表面,得到了Fe_3O_4@SiO_2@Ag磁性纳米粒子。分别用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、电子扫描电镜(SEM)和电子透射电镜(TEM)对产品进行表征,并将磁性纳米粒子作为固体催化剂,用于催化硼氢化钠还原4-硝基酚的反应中。结果表明,该催化剂效果良好,方便从混合物中分离并重复使用,可重复利用6次以上。     

Fe_3O_4/RGO的制备及其对Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附研究

以氧化石墨烯(GO)和纳米Fe_3O_4为原料,制备磁性石墨烯气凝胶(Fe_3O_4/RGO),通过场发射扫描电镜、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪对Fe_3O_4/RGO进行表征,研究了Fe_3O_4/RGO对Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附特性,并使用等温吸附模型、吸附动力学模型、吸附热力学模型对吸附机理进行分析。结果表明,纳米Fe_3O_4成功负载在GO气凝胶表面,并能在外加磁场作用下实现快速磁分离。Fe_3O_4/RGO对重金属离子的吸附符合Langmuir等温吸附模型和准2级吸附动力学模型,且反应为是吸热过程,能自发进行。Fe_3O_4/RGO在25℃、p H为6时的吸附容量分别为58.48、314.5、56.12 mg/g,Fe_3O_4/RGO对重金属吸附排序为Cu(Ⅱ)Pb(Ⅱ)Cd(Ⅱ)。     

磁性核壳型Fe3O4@CeO2催化剂分解H2O2的性能研究

催化湿式过氧化氢氧化是常见的一种降解水中有机物的方法,催化剂的加入能促使H_2O_2分解产生氧化能力更强且无选择性的羟基自由基,开发出性能优异的催化剂是该方法的关键所在。采用溶剂热法制备出磁性核壳型的Fe_3O_4@Ce O_2纳米催化剂,并采用N_2吸附-脱附、磁性测试和透射电子显微镜(TEM)对制备的Fe_3O_4@Ce O_2催化剂进行表征。考查Fe_3O_4及Fe_3O_4@Ce O_2分解H_2O_2的性能,结果表明,相比Fe_3O_4,Ce O_2包覆后的Fe_3O_4@Ce O_2分解的H_2O_2效率得到了提高。     

磁性Fe_3O_4-Ag复合纳米颗粒吸附剂脱汞性能实验研究

目前Fe_3O_4纳米颗粒由于其优秀的物理、化学性能及特有的磁性能,在吸附剂领域有着很好的应用前景。为此,使用共沉淀法制备Fe_3O_4纳米颗粒,以3-氨丙基三乙氧硅烷(APTES)为修饰剂,根据甲酸钠与乙酸银的特异性反应,制备出磁性Fe_3O_4-Ag复合纳米颗粒吸附剂。通过固定床吸附实验考察吸附剂对模拟烟气中汞的脱除能力,讨论其对汞的脱除机理。研究结果表明:磁性Fe_3O_4-Ag复合纳米颗粒吸附剂可脱除90%以上模拟烟气中的汞,且具有很好的抗酸性气体性能。包裹Ag提高了纳米颗粒的稳定性,提高了纳米颗粒的比表面积和总孔容积,且Ag可以与元素汞发生汞齐反应。温度的提高会抑制吸附剂对汞的吸附及汞齐反应的进行,降低吸附剂的脱汞能力。吸附剂对汞的脱除机理为物理吸附为主,且高温下被吸附的汞会从吸附剂中脱附。吸附剂还具有很好的再生性能,重复脱附吸附多次后仍保持很好的脱汞能力。     

壬基酚磁性分子印迹聚合物的吸附性能评价

该文以壬基酚(NP)为模板,4-乙烯基吡啶(4-VPy)为功能单体,采用表面分子印迹技术成功制备磁性分子印迹聚合物(Fe_3O_4@SiO_2-MIPs),通过正交试验优化制备条件,考察了Fe_3O_4@SiO_2-MIPs的吸附选择性、吸附等温线、吸附动力学、可重复利用性及再生性。结果表明制备的磁性分子印迹聚合物易于实现固-液分离,最优制备条件为:磁性载体投加量为2 g,温度为65℃,预组装体∶交联剂为1∶2,时间为24 h。Fe_3O_4@SiO_2-MIPs对NP具有特异选择吸附性,吸附等温线符合Sips模型,且该印迹聚合物表现出高效快速的吸附动力学特征,采用二级动力学模型可很好地拟合吸附动力学过程。该功能性吸附材料具有很好的可重复利用性和再生性能。     

介孔Fe_2O_3/SiO_2的制备及催化酯化反应性能

采用溶胶-凝胶法,吐温40(T-40)为介孔碳源,制得Fe_2O_3-SiO_2/T-40干凝胶。采用温和炭化法处理干凝胶,制得介孔Fe_2O_3/SiO_2。通过XRD、UV-Vis和氮气吸附-脱附等温线的手段,对样品进行了表征。结果表明,样品中存在菱方结构的Fe_2(SO_4)_3和α-Fe_2O_3,且具有明显的介孔结构。采用乙酸和环己醇的酯化反应评价了样品的催化性能,筛选出合适的Fe/Si比为0.71,其酯化率为93.0%。