聚乙烯亚胺改性磁性吸附剂对水中腐殖酸的吸附

制备了聚乙烯亚胺改性磁性吸附剂(Fe_3O_4@SiO_2-PEI),并将其用于吸附去除水中腐殖酸.通过TEM、XRD、VSM和FTIR等表征了Fe_3O_4@SiO_2-PEI的结构和表面特性,表征结果表明,聚乙烯亚胺成功的反应到磁性Fe_3O_4@SiO_2表面,并具有较好的超顺磁性.Fe_3O_4@SiO_2-PEI对水中HA具有良好的吸附性能,吸附量为57.26mg/g,吸附动力学可以很好的用拟二级动力学描述,随着pH的升高吸附量减小,阳离子对吸附有促进作用,不同离子的影响大小顺序为Ca2+Na+≧K+.     

磁性分子印迹材料的制备及其对Cu(Ⅱ)的吸附性能研究

通过水热法合成铜离子磁性印记分子聚合物(Fe_3O_4@SiO_2-M IP),并借助SEM、XRD、FT-IR等对合成样品的形貌粒径和结构进行表征。Fe_3O_4@SiO_2-M IP的比表面积为35.944m2/g,改性后的比表面积明显大于纳米Fe_3O_4,比表面积的增大有利于提高磁性粒子作为吸附剂时的吸附容量。研究p H值、印记材料的投加量、Cu(Ⅱ)溶液的初始浓度和振荡时间对吸附的影响。结果表明,在p H为7、T=298K的最优条件下,Fe_3O_4@SiO_2-M IP铜离子磁性印记分子对Cu(Ⅱ)的吸附率可达97%以上,饱和吸附量为23.31mg/g。     

Fe_3O_4@SiO_2@CPB磁性纳米粒子对刚果红的吸附研究

使用简单的合成方法,制备出Fe_3O_4@SiO_2@CPB磁性纳米粒子,通过透射电子显微镜进行结构表征.研究了刚果红初始浓度、反应温度和pH值对吸附效果的影响.研究结果表明,吸附剂对刚果红具有较好的吸附能力,吸附量随刚果红浓度增大和温度升高而增大,而pH对吸附量的影响不大.吸附动力学表明Fe_3O_4@SiO_2@CPB对刚果红的吸附过程更符合准二级反应模型.等温吸附线性拟合表明该吸附过程更符合Langmuir等温吸附,最大吸附容量为434.783 mg/g左右.     

Fe_3O_4纳米吸附剂的制备及其去除水中Cr(Ⅵ)的吸附机理研究

以FeCl_3·6H_2O和醋酸钠为原料,采用水热法制备Fe_3O_4纳米吸附剂,将其用于水中重金属Cr(Ⅵ)的吸附去除。纳米Fe_3O_4可有效去除Cr(Ⅵ),反应2h后就达到吸附平衡,其最大平衡吸附量为60.85mg·g~(-1)。对其吸附机理研究表明:Cr(Ⅵ)在Fe_3O_4表面的吸附符合Freundlich等温线模型,吸附活化能为43.73kJ·mol~(-1),表明为化学吸附,其吸附过程包括表面扩散、颗粒内部扩散和吸附平衡扩散3个阶段,其动力学符合准二级反应动力学。利用Fe_3O_4纳米粒子吸附除去水中重金属离子在实际工业中是一种行之有效的方法。     

丁二酸改性磁性复合吸附剂的制备及表征

采用高温溶剂热法制备了Fe_3O_4纳米粒子,通过碱性条件下正硅酸乙酯(TEOS)的水解和缩聚反应实现外层SiO2的包覆,利用丁二酸酐改性核壳结构的Fe_3O_4@SiO_2,制备了一种表面具有羧基的磁性复合吸附剂Fe_3O_4@SiO_2-NH-COOH.通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射仪(XRD)、热重分析(TGA)和X射线光电子能谱仪(XPS)对吸附剂的组成和结构特性进行了研究,结果表明:氨基和羧基成功修饰在Fe_3O_4@SiO_2表面,未改变晶型结构,且材料具有良好的磁特性和磁分离性能.     

Fe_3O_4@SiO_2@C_(14)mimBF_4磁性固相萃取技术用于水中磺胺类药物分析

构建了Fe_3O_4@SiO_2@C_(14)mimBF_4磁性混合半胶束固相萃取体系,结合超高效液相色谱法,分析检测了环境水体中的痕量磺胺类药物。考察了C_(14)mimBF_4浓度、Fe_3O_4@SiO_2用量、离子强度、超声萃取时间等因素对磺胺药物萃取效果的影响。结果表明,在pH值为10的碱性条件下,10 mL水样中加入5 mg Fe_3O_4@SiO_2和最终质量浓度为300μg/mL的C_(14)mimBF_4可以实现4种磺胺类化合物(磺胺噻唑、磺胺甲二唑、磺胺苯甲酰、磺胺氯吡嗪)的快速吸附。结合超高效液相色谱法,所建立的方法检出限为1.21～2.25μg/L,水样加标回收率为70%～100%,可用于环境水体中磺胺类药物的痕量分析。与传统的固相萃取方法相比,该方法具有绿色环保(有机溶剂用量少,磁性材料用量少并可重复利用)、简便快速(磁性分离操作简便、分离速度快,避免繁琐的过柱程序)、分析物易洗脱等优点。     

Fe_3O_4/GO复合材料对甲基橙的吸附性能

采用超声沉淀法合成Fe_3O_4/GO复合材料,通过SEM、XRD、FTIR和VSM对Fe_3O_4/GO复合材料的形貌、结构和磁性进行表征,通过对甲基橙溶液的吸附实验考察p H值、吸附剂添加量、吸附时间等因素对Fe_3O_4/GO复合材料吸附效果的影响,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与GO成功复合,Fe_3O_4/GO复合材料具有超顺磁性,在外在磁场的作用下可实现吸附剂与吸附质的快速分离;pH3.5时,染料去除率随着pH值增大呈下降趋势;随着吸附剂添加量增大,染料去除率逐渐增大;随着吸附时间增加,染料去除率先急剧上升,然后上升幅度趋缓直至达到吸附平衡;Fe_3O_4/GO复合材料对甲基橙的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir模型,为化学单层吸附;pH为3左右,温度为298 K时,Fe_3O_4/GO复合材料对甲基橙的最大吸附容量可达139.7 mg/g.     

磁性磺化纤维素微球的制备及其对Cu~(2+)的吸附性能

以离子液体为溶剂,引入Fe_3O_4纳米颗粒与磺化基团,制备磁性磺化纤维素微球(MSCB)。采用扫描电子显微镜、X射线衍射、热重分析以及傅里叶变换红外光谱等对MSCB的微观结构与化学结构进行了表征,并研究反应时溶液pH、Cu~(2+)初始质量浓度以及吸附时间对Cu~(2+)吸附量的影响。结果表明,当溶液pH为6、Cu~(2+)初始质量浓度为100 mg/L、吸附时间为90 min时,MSCB对Cu~(2+)吸附效果最好,最大吸附量为87.64 mg/g。磺酸基团和球状多孔结构可以提升MSCB的吸附性能。MSCB吸附Cu~(2+)的过程符合准二阶动力学方程与Temkin吸附等温模型。在二次吸附后,重复吸附效率仍保持在84%以上。Fe_3O_4纳米颗粒的加入使MSCB具备敏感的磁响应以及回收利用价值。     

Fe(OH)_3或Fe_2O_3多孔微球的制备及对含磷废水的处理

以开发新型高效除磷吸附剂为目的,利用Fe(OH)_3或Fe_2O_3多孔微球作为吸附剂对模拟含磷废水进行吸附除磷实验,研究Fe_3O_4与Fe(OH)3或Fe_2O_3的质量比、铁盐浓度、焙烧温度、吸附剂用量、pH、吸附时间、磷的初始质量浓度、温度等因素对HPO_4~(2-)吸附效果的影响.结果表明:在吸附剂用量为0. 8 g/L,pH为3,磷的初始质量浓度为2 mg/L,吸附时间为150 min时,除磷效果最好,磷去除率达98%以上; Langmuir等温方程能更好地描述吸附剂对HPO_4~(2-)的吸附平衡,最大吸附量为9. 49 mg/g,且随着温度的升高最大单层吸附容量也随着升高,表明此反应为吸热反应.     

纳米Fe_2O_3/TiO_2复合材料用于吸附与氧化除As(Ⅲ)

以酞酸丁酯和铁醇盐为原料制备出一系列纳米Fe_2O_3/TiO_2复合材料用以去除水体中的砷.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见光谱(UV-Vis)等技术对其形貌特征、晶体结构及表面结构和光吸收特性等进行了表征.结果表明:该样品粒度均匀,为单一锐钛矿相,对紫外和可见光均有良好吸收性能.该种材料对3价砷有较强的氧化和吸附能力. 600℃煅烧的样品对As(Ⅲ)的氧化能力最强,氧化过程符合准一级反应方程,pH增大有利于氧化反应的进行. 400℃煅烧的样品对As(Ⅲ)的吸附性能最佳,吸附过程中pH适用范围为3～7,该吸附过程符合准二级动力学标准,吸附等温线符合Langmuir模型.     

纳米Fe_3O_4/超支化聚合物制备及性能

为了提高纳米Fe_3O_4的分散性,以马来酸酐改性超支化聚合物(简称超支化物)为模板,采用原位共沉淀法制备纳米Fe_3O_4/超支化物(Fe_3O_4/HB),并将Fe_3O_4/HB应用于催化双氧水降解染料。分析了铁盐比例(nFe2+∶nFe3+)、超支化物与FeCl2质量比(mHB∶mFeCl2)、吸附配位反应时间和共沉淀反应pH值对纳米Fe_3O_4粒径的影响,并对纳米Fe_3O_4/HB催化降解性能进行了测试。结果表明:纳米Fe_3O_4/HB制备的优化条件为:nFe2+∶nFe3+为1∶1.8,mHB∶mFeCl2为7.5∶1,吸附配位反应时间4h,共沉淀反应pH值为11,所得纳米Fe_3O_4平均粒径为116.3nm。Fe_3O_4/HB在中性条件下催化双氧水降解活性KN-G 60min,其降解率可达到99.8%。相比于无超支化物为模板制备的纳米Fe_3O_4,实验所得纳米Fe_3O_4粒径小,分散性和催化降解性能明显提高。     

g-C3 N4/Fe3 O4磁性纳米复合材料 去除水中对硝基酚的研究

采用溶剂热法,以g-C_3N_4为基体制备g-C_3N_4/Fe_3O_4磁性纳米复合材料,并将其作为吸附剂,研究了不同的吸附条件对g-C_3N_4/Fe_3O_4去除水中对硝基酚性能的影响,并利用Langmuir和Freundlich等温线模型分析了该吸附行为。结果表明,在投料量为10 mg,吸附时间为5 min时,对硝基酚的去除率达到85.7%;吸附等温线拟合结果表明g-C_3N_4/Fe_3O_4对对硝基酚的吸附行为更符合Langmuir等温模型,相关系数为0.9943。     

磁性石墨烯纳米材料的制备及其对水中活性艳红染料的吸附研究

以Fe_3SO_4·7H_2O和石墨烯为主要原料合成Fe_3O_4@GO纳米材料。使用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪对合成样品进行表征。研究pH值、溶液浓度、震荡时间等单因素对吸附性能的影响。研究结果表明,在温度为298K、pH值为4、震荡时间为1h、溶液浓度为45mg/L的最优条件下,饱和吸附量超过69mg/g。吸附符合准二级动力学模型。     

铁铝复合吸附剂去除水中痕量磷效能及机理

考察了铁铝复合吸附剂去除水中痕量磷的效能,并采用粒度分析、Zeta电位测定及能谱分析等手段对其吸附除磷机理进行探讨.结果表明,该吸附剂具有高效吸附除磷效能,明显优于同等条件下Fe_2O_3和活性氧化铝(γ-Al_2O_3),初始ρ(PO_4~(3-)-P)=0.3 mg/L时,其吸附容量比Fe_2O_3和γ-Al_2O_3分别提高了近1.5倍和2.5倍.该吸附剂具备超细粉体的特征,比表面积达184.45 m~2/g,是Fe_2O_3的9.15倍.Al元素的嵌入、制备过程中.研磨粉碎导致的晶格错位及微晶化是其对磷高效吸附的一个主要原因.其0电荷点为6.2,水处理过程中.在吸附剂表面同时存在非特性吸附和强特性吸附是其对磷高效吸附的另一个主要原因.     

松树锯末对Pb(II)与Ni(II)的吸附研究

以松树锯末为吸附剂,研究其对水中Pb(II)和Ni(II)的吸附性能,研究了锯末用量、搅拌速度、溶液初始pH值等对吸附效果的影响及其吸附动力学和热力学性能。研究结果表明,锯末对Pb(II)和Ni(II)具有良好的吸附能力。锯末对Pb(II)和Ni(II)吸附过程均符合拟二级吸附动力学模型(R²≥0.997 7),锯末吸附Pb(II)和Ni(II)的活化能分别为9.808 7 kJ/mol和2.859 4 kJ/mol;锯末对Pb(II)和Ni(II)等温吸附符合Langmuir模型(R²≥0.999 2)。热力学研究表明,锯末对Pb(II)和Ni(II)的吸附是自发的放热过程。     

介孔SiO_2接枝聚丙烯非织造布对壬基酚的吸附

为去除水中的内分泌干扰物壬基酚(NP),制备了含有介孔二氧化硅的聚丙烯非织造布.通过紫外辐射将聚丙烯酸钠接枝到聚丙烯非织造布上,将其浸入硅酸钠水溶液中,取出后用氯化钙交联制得接枝硅酸钙的聚丙烯非织造布,再经pH=3的稀盐酸处理,得到表层含介孔二氧化硅的硅酸钙接枝聚丙烯非织造布(PP-gCaSiO_3@SiO_2),研究了PP-g-CaSiO_3@SiO_2对壬基酚的吸附.结果表明:PP-g-CaSiO_3@SiO_2对壬基酚的吸附速率较快,在3 h达到吸附平衡,平衡吸附量达到54.40 mg/g,明显高于PP非织造布(14.39 mg/g);等温吸附热力学研究表明,该吸附过程用Freundlich模型拟合更好;吸附动力学研究表明,NP在3种材料上的吸附过程更符合一级动力学模型;经过5次重复使用后,PP-g-CaSiO_3@SiO_2对壬基酚的吸附量能达到初始值的70%.     

花生壳生物炭对水中Pb(Ⅱ)的吸附

以农业废弃物花生壳为原料制备生物炭,对其表面形貌及孔结构进行了表征,对其吸附水中Pb(Ⅱ)的行为进行了研究.结果表明,花生壳生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附在120 min达到平衡,吸附过程符合准二级动力学方程.Langmuir吸附模型能够很好的模拟吸附等温线,最大饱和吸附量为68.22 mg·g-1.吸附热力学结果显示,花生壳生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附主要以化学吸附为主,升高温度有利于吸附.     

Fe_2O_3和MnO_2对淮北矿区高灰分煤燃烧特性的影响

通过热重分析法研究了Fe_2O_3和MnO_2对高灰分煤燃烧性能与动力学特性的影响,结果表明Fe_2O_3和MnO_2能提高煤粉的着火和燃尽指数;利用Coats-Redfern积分法对试样燃烧过程进行动力学分析,发现Fe_2O_3和MnO_2均可降低煤粉燃烧反应的活化能;燃烧灰渣SEM图表明Fe_2O_3和MnO_2可以改变煤燃烧的反应历程,使燃烧更充分。     

疏水性Fe_3O_4纳米粒子与双亲性嵌段共聚物(PVP-b-PMMA)的自组装

以乙酰丙酮铁为铁源,用热分解法制备疏水性四氧化三铁(Fe_3O_4)纳米粒子,将N-乙烯基吡咯烷酮与甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物(PVP-b-PMMA)与疏水性的Fe_3O_4纳米粒子进行自组装,并采用透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、热重(TGA)分析和动态光散射(DLS)等方法对产物结构进行表征.结果表明:所合成的Fe_3O_4纳米粒子表面物理吸附和化学键合了一层油胺分子,在二甲基甲酰胺(DMF)溶液中具有很好的分散性,且平均粒径为8.2 nm;在自组装过程中疏水性的Fe_3O_4纳米粒子能够很好地进入到胶束的内部,并均匀分散在胶束的内腔中.     

Electrochemical Sensing of Heavy Metal Ions based on Monodisperse Single-crystal Fe_3O_4 Microspheres

Single-crystal Fe_3 O_4 with monodisperse microspheres structure has been used for individual electrochemical detection of heavy metal ions. Morphology and structure of the as-prepared Fe_3 O_4 microspheres were characterized by scanning electron microscopy(SEM), transmission electron microscopy(TEM) and X-ray diffraction(XRD). Meanwhile the electrochemical properties of the Fe_3 O_4 microspheres modified glass carbon electrodes(GCE) were characterized by cyclic voltammetry(CV) and electrochemical impedance spectroscopy(EIS), and the enhanced electrochemical response in stripping voltammetry for individual detection of Pb(Ⅱ), Hg(Ⅱ), Cu(Ⅱ), and Cd(Ⅱ) was evaluated using square wave anodic stripping voltammetry(SWASV). With high specific surface area and excellent catalytic activity toward heavy metal ions, the as-prepared monodisperse and single-crystal Fe_3 O_4 microspheres show a preferable sensing sensitivity(22.2 μA/μM) and limit of detection(0.0699 μM) toward Pb(Ⅱ). Furthermore, the electrochemical sensor of Fe_3 O_4 microspheres exhibits excellent stability and it also offers potential practical applicability for the determination of heavy metal ions in real water samples. This study provides a potential simple and low cost iron oxide for the construction of sensitive electrochemical sensors applied to monitor and control the pollution of toxic metal ions.