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。     

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。     

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/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)。     

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。     

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。     

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。     

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。     

巯基功能化磁性纳米材料去除水中Ag(I)和Cd(II)

以3-巯基丙基三甲氧基硅烷为改性剂,对Si O_2包覆Fe_3O_4纳米粒子(Fe_3O_4@Si O_2)进行改性,制备了表面巯基化磁性纳米吸附材料(Fe_3O_4@Si O_2-RSH),对其进行了表征,并研究了其对水中痕量Ag(I)和Cd(II)的吸附性能。结果表明,Fe_3O_4@Si O_2-RSH能够通过其表面巯基的螯合离子交换作用,在p H为4.0~8.0内快速、高效的吸附溶液中痕量Ag(I)和Cd(II),且受溶液中Na(I)、Ca(II)、Fe(II)等共存离子影响较小。发生在Fe_3O_4@Si O_2-RSH表面的单层吸附能够在10 min内达到平衡,Ag(I)和Cd(II)的去除率均90%;被吸附的Ag(I)和Cd(II)能够被HNO_3溶液或L-半胱氨酸溶液洗脱并回收,回收率83%。Fe_3O_4@Si O_2-RSH可以作为高效的吸附剂,用于污水中痕量Ag(I)和Cd(II)的深度处理和资源化回收利用。     

Fe_3O_4/P(St/ACPA)磁性高分子纳米球的制备与磁性能研究

采用化学共沉淀方法制备Fe_3O_4磁性粒子,并使用油酸和十一烯酸对其进行表面改性,然后采用一步细乳液聚合法制备含有羧基官能团的Fe_3O_4/P(St/ACPA)磁性高分子纳米球,对磁流体和磁性高分子纳米球进行性能表征。结果表明,改性的Fe_3O_4磁流体分散性好,粒径均一,在室温下呈超顺磁性,磁含量为68.5%(w),饱和磁化强度为51.3emu/g;Fe_3O_4/P(St/ACPA)磁性高分子纳米球成球性好,粒径为70 nm,磁含量为39%(w),饱和磁化强度为27.9 emu/g。     

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。     

亚麻刺盘孢表面磁纳米修饰及其羟化去氢表雄酮

以阳离子聚电解质聚烯丙基胺盐酸盐(PAAH)对共沉淀法制备的Fe_3O_4磁性纳米颗粒进行包裹,再以此对亚麻刺盘孢Colletotrichum lini ST-1进行表面修饰,制备具有磁性的菌体复合物。通过SEM、XRD、VSM和zeta电位分析表明,PAAH修饰的Fe_3O_4能够稳定均一地结合在C.lini ST-1菌体表面,形成的磁性复合物具有超顺磁性,可利用外加磁场对菌体进行回收。本研究利用该磁性复合物对去氢表雄酮(DHEA)进行生物羟化,制备三羟基雄甾烯酮(7α,15α-di OH-DHEA),通过回收菌体完成了4个批次的转化,产物7α,15α-di OH-DHEA的浓度为10.83g/L,约为游离菌体转化效果的3倍。     

壳层厚度对硅壳磁性Fe_3O_4纳米粒子性质的影响

纯粹的磁性Fe_3O_4纳米粒子易发生不可逆的硬团聚且易被空气氧化或者被酸腐蚀而破坏,硅壳包覆可以保护Fe_3O_4不被酸蚀,但壳层太厚会影响其磁性。本文针对采用油包水的微乳液法将磁性Fe_3O_4纳米粒子的表面包覆上不同厚度的硅壳,制备出一系列不同壳层厚度的硅壳磁性Fe_3O_4纳米粒子,并设计实验测试其磁性和对酸稳定性。结果表明,所制备的不同厚度硅壳磁性纳米粒子在水中都具有良好的分散性,但随着壳层厚度的变化,其磁性和对酸的稳定性有所变化。综合比较,在正己醇、表面活性剂曲拉通(Triton X-100)和环己烷为1:1:4的体积比时加入Fe_3O_4含量为6.2%的磁流体所制备的硅壳磁性Fe_3O_4纳米粒子为最优。     

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。     

磁性硅酸钙重金属离子吸附剂用于光催化还原CO_(2)EI北大核心CSCD

通过静电相互作用获得四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))@水化硅酸钙(CSH)纳米片复合吸附剂,并在此基础上,提出"吸附剂–光催化剂"转变策略:Fe_(3)O_(4)@CSH吸附剂分离废水中有害重金属离子后,回收再利用为光催化剂用于CO_(2)还原。结果表明:受益于CSH纳米片的超高比表面积和强离子交换能力,Fe_(3)O_(4)@CSH吸附剂能够高效去除重金属离子Zn^(2+)、Cu^(2+)、Co^(2+)、Ni^(2+)、Pb^(2+),最大吸附量分别为83、142、150、179、343 mg/g;富集重金属离子的Fe_(3)O_(4)@CSH吸附剂在可见光下能够有效还原CO_(2)为CO,其中,吸附Ni^(2+)后的Fe_(3)O_(4)@CSH-Ni表现出最佳的催化活性,CO的产率达到3310μmol/(g×h),选择性为99.3%;此外,Fe_(3)O_(4)的磁性有利于吸附和光催化过程中Fe_(3)O_(4)@CSH的快速回收。     

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Fe_3O_4磁核及Si O2/Fe_3O_4复合粒子,制备出两种磁性吸附剂β-CDPU@Fe_3O_4和β-CDPU@(Si O2/Fe_3O_4)。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Fe_3O_4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Fe_3O_4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Si O2修饰后,可以阻碍Fe_3O_4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。     

磁性三聚氰胺脲醛树脂的合成及表征

采用聚乙二醇(PEG)将合成的Fe_3O_4纳米粒子进行包覆制备了亲水性磁流体(Fe_3O_4@PEG),采用共沉淀法将Fe_3O_4@PEG与三聚氰胺脲醛树脂(MUFRs)预聚物作用制得磁性三聚氰胺脲醛树脂,并利用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜等对磁性三聚氰胺脲醛树脂进行了表征。结果表明:合成的Fe_3O_4为纳米粒子;高分子包覆对Fe_3O_4的晶体结构和晶粒粒径没有明显影响;当Fe_3O_4@PEG与MUFRs的质量比为2∶1时,磁流体包覆完整,制得的磁性三聚氰胺脲醛树脂微球外观光滑,球形度好且粒径分布均匀。     

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磁性纳米粒子及其生物医学应用研究进展

Fe_3O_4磁性纳米粒子因具有生物相容性、比表面积大、低毒性和高饱和磁化强度等优点,使其被广泛应用于生物医学领域。本文简单介绍了Fe_3O_4磁性纳米粒子的制备方法,包括共沉淀法、微乳液法、热分解法、水热法、溶胶-凝胶法、生物合成法等,并对共沉淀法、热分解法和水浴法3种常用制备方法的优缺点进行了比较;重点阐述了Fe_3O_4磁性纳米粒子的表面修饰,包括有机小分子修饰、有机高分子修饰和无机纳米材料修饰;重点论述了Fe_3O_4磁性纳米粒子在生物医学领域的应用研究,主要包括核磁共振成像、药物递送体系、蛋白质和核酸分离、血液净化以及肿瘤热疗等,充分显示了Fe_3O_4磁性纳米粒子在生物医学领域的应用价值;最后指出Fe_3O_4磁性纳米粒子今后的主要发展方向和亟待解决的问题。     

氨基化磁性纳米Fe_3O_4颗粒处理废水中重金属的应用

随着工业生产的快速发展,水体的重金属污染现象愈发严重。氨基功能化磁性纳米Fe_3O_4颗粒由于具有比表面积大,吸附效率高,易于磁分离和再生等特性,克服了传统吸附剂的局限性,已被广泛的应用于处理废水中的重金属。介绍了国内外针对去除不同重金属的氨基功能化磁性纳米Fe_3O_4的表面改性材料、功能化方法及其应用;简述并分析总结了氨基功能化磁性纳米Fe_3O_4颗粒去除水中重金属离子的影响因素及机理;对磁性纳米材料在去除废水中重金属领域应用发展进行了展望。