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/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。     

壳聚糖/纳米纤维素/石墨烯改性纳米TiO2复合膜光催化降解性能

以氧化石墨烯改性纳米二氧化钛为光催化活性成分,通过流延成型法制备了壳聚糖/纳米纤维素/石墨烯改性纳米TiO₂光催化复合膜。利用热重分析仪(TG)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对复合膜的结构进行表征。研究了壳聚糖/纳米纤维素/改性纳米TiO₂复合膜的力学性能,对比了复合膜对亚甲基蓝及甲基橙的光催化降解性能。结果表明,改性纳米TiO₂的添加提高了壳聚糖复合膜的力学性能及耐热性能。改性纳米TiO₂质量分数为4%的复合膜抗拉强度最大,达到43 MPa。改性纳米TiO₂质量分数为2%的复合膜断裂伸长率最大为13.6%。在模拟溶液质量浓度为20 mg/L时,改性纳米TiO₂质量分数为2%的复合膜对亚甲基蓝降解率最大,为51.7%。改性纳米TiO₂质量分数为4%的复合膜对甲基橙降解率最大,为42.2%。模拟溶液初始浓度愈高,则复合膜对亚甲基蓝及甲基橙降解率均降低。     

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)。     

氧化铁/石墨烯原位复合物对铬酸钾吸附性能研究

采用共沉淀法制备Fe_3O_4磁性纳米颗粒以及通过原位生长法制备Fe_3O_4与氧化石墨烯的复合物,并加入十六烷基三甲基溴化铵形成共价键交联反应化合物。采用X射线衍射仪和透射电子显微镜表征样品的形貌与尺寸,并以铬酸钾为吸附对象,研究吸附温度、吸附时间和溶液p H值对Fe_3O_4吸附性能的影响。结果表明,椭圆形颗粒的Fe_3O_4尺寸约(10~15)nm,与氧化石墨烯复合后,分散性明显提高;在室温和p H=3.5条件下,以Fe_3O_4与氧化石墨烯的质量比2∶1复合物作为吸附剂对铬酸钾的吸附效果达到最佳,每克的吸附容量可达251 mg;复合物经过磁分离、反复吸附循环实验6次后,对铬酸钾的吸附率仅下降10个百分点。     

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。     

磁性石墨烯复合纳米粒子的制备及其检测过氧化氢的应用研究

采用水热法制备Fe_3O_4纳米粒子,并用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对其表面进行氨基化修饰。基于氧化石墨烯(GO)与氨基化Fe_3O_4的自组装体系,构建具有过氧化物模拟酶性能的磁性石墨烯复合纳米粒子(GO@Fe_3O_4),并对其理化性质进行表征,用于替代天然过氧化物酶快速检测样品中过氧化氢的含量。最优催化检测体系为:GO@Fe_3O_4固体粉末添加质量为0.005 g、反应温度为70℃、反应时间为50 min;在0.01～1.0 mmol/L过氧化氢浓度范围内,其浓度与检测体系吸光度呈现良好的线性关系,工作曲线为y=740.25x+0.079 8,相关系数R~2=0.992 7,最低检出限为0.547 7μmol/L,回收率为98.94%～105.74%。此外,所制备的磁性石墨烯复合纳米粒子模拟酶材料检测H_2O_2的体系具有较高的催化检测性能。     

过氧化制备磁性氧化石墨烯及对铀的吸附研究

利用过氧化法制备出氧化石墨烯,在氮气的保护下合成磁性氧化石墨烯(MGO)。考察了溶液pH、铀的初始浓度、吸附时间和吸附温度对铀吸附影响。用电镜扫描和XRD对MGO进行了形貌结构表征,确定了Fe_3O_4成功的负载在氧化石墨烯上。结果表明,吸附等温线符合Langmuir模型,吸附动力学符合准二级动力学,热力学表明吸附为自发吸热过程。最大吸附为224.93 mg/g。     

纳米铁系物对三价砷的吸附机理与性能

利用实验室条件下制备的纳米零价铁(NZVI)、纳米FeOOH和纳米Fe_3O_4,研究不同环境因素条件下各纳米铁系物对As(Ⅲ)的吸附性能。通过扫描电镜和X射线衍射扫描三种铁系物的微观结构,并分析模拟吸附动力学和吸附等温线。批试验的结果显示:当pH值为6,As(Ⅲ)的初始浓度为0.5 mg/L,2 h内NZVI对溶液中As(Ⅲ)的去除率高达99%,最大吸附量为5.99 mg/g;纳米FeOOH的最佳吸附条件为pH值为5,As(Ⅲ)初始浓度1 mg/L,4 h内的去除率可达92%;纳米Fe_3O_4的最佳吸附条件为pH值为7,As(Ⅲ)初始浓度为1 mg/L,24 h的最终去除率为60%。共存离子影响试验表明,对三种纳米铁系物吸附作用影响最大的均是溶液中的磷酸根。对吸附机理进行研究,结果表明:三种纳米铁系物吸附As(Ⅲ)的过程符合伪二级动力学模型,NZVI和纳米FeOOH的吸附等温数据符合Freundlich模型,纳米Fe_3O_4的吸附等温模型更加符合Langmuir等温模型。     

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。     

β-环糊精修饰磁性氧化石墨烯对酸性红R的吸附

利用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),并结合原位沉淀法合成了一种复合吸附材料β-环糊精修饰磁性氧化石墨烯(Fe_3O_4@GO/β-CD),用SEM、TEM、FTIR、激光粒度分析仪、比表面积测定仪(BET)和磁强计对Fe_3O_4@GO/β-CD进行了表征和测定,结果表明:合成的Fe_3O_4@GO/β-CD平均粒径为460nm,比表面积为252.3m~2/g,饱和磁化强度为73.5emu/g。Fe_3O_4@GO/β-CD对酸性红R的吸附是一个准二级动力学过程,其准二级反应速率常数为5.18*10–3 g/(mg·min),吸附等温线较好地符合Langmuir模型,在pH=3.0时对酸性红R的最大吸附量为228.31 mg/g。     

饮用水中微量铬离子高效去除方法的研究

用腐殖酸包覆磁性四氧化三铁纳米材料吸附饮用水中的六价铬离子。结果表明,最佳吸附条件为:腐殖酸包覆四氧化三铁质量比为1∶1,反应温度90℃,分散剂与去离子水的比例为1∶5,反应时间60 min,Fe_3O_4/HA对Cr(Ⅵ)的吸附时间为30 min。在最佳条件下,Fe_3O_4/HA对Cr(Ⅵ)吸附量为25.83 mg/g,氨水(25%~28%)用量为10 m L;Fe_3O_4/HA对Cr(Ⅵ)的吸附符合Freundlich吸附等温方程。     

新型磁性纳米功能材料Fe_3O_4@g-C_3N_4的制备及其吸附铀的性能研究

利用沉积还原法制备了一种新型磁性功能纳米吸附材料Fe_3O_4@g-C_3N_4并应用于铀的吸附性实验中,获得了较好的吸附性能评价。表征方法表明,材料g-C_3N_4包裹在磁性Fe_3O_4纳米粒子的外部,其吸附材料物理组织结构得到提升,吸附铀的性能较好。吸附实验表明,在质量浓度为140mg/L的铀标准溶液中,最佳的pH值为10,最佳的吸附剂投入量为6.5mg,最佳吸附时间为150min,最大吸附量可达352.1mg/g,最佳吸附率可达到90%以上。     

石墨烯的制备、修饰及其在药物分析中的应用

讨论了利用水热法制备磁性石墨烯的过程,并对制备出的磁性石墨烯进行扫描电子显微镜(SEM)分析、X射线衍射(XRD)分析。从表征中Fe_3O_4@RGO的结构推测出其对药物具有吸附能力,实验中利用紫外分光光度计测得吸附前后的溶液吸光度来探讨吸附剂对咖啡酸的吸附能力,实验结果测得Fe_3O_4@RGO对咖啡酸的吸附能力达到3.48 mg/g。     

磁性Fe3O4纳米粒子的制备

磁性四氧化三铁(Fe_3O_4)纳米粒子以其比表面积大、低毒性和良好的生物相容性等物理化学性质而得到广泛关注。采用共沉淀法制备磁性四氧化三铁(Fe_3O_4)纳米粒子,并通过单因素实验优化制备工艺。结果表明,制备Fe_3O_4纳米粒子的优化工艺参数为:Fe~(2+)与Fe~(3+)浓度比为1.00∶1.50、铁盐浓度为0.30 mol·L~(-1)、反应温度为60℃、 NaOH溶液的浓度为0.25 mol·L~(-1)。该条件下,Fe_3O_4纳米粒子形貌为球形,平均粒径为65.15 nm,饱和磁强度为63.5 emu·g~(-1)。     

功能化纤维素磁性微球的制备及其对Cu~(2+)的吸附行为

用正硅酸四乙酯(TEOS)修饰Fe_3O_4表面,并将其与经4-氯苯基异氰酸酯改性的纤维素通过六亚甲基双异氰酸酯(HDI)连接,制得功能化Fe_3O4_@SiO_2-纤维素磁性微球(磁性微球C),并采用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)等对其进行表征,考察了所得磁性微球C对铜离子(Cu~(2+))的吸附性能。结果表明:所得磁性微球C平均粒径为573 nm左右,分散性好,对Cu~(2+)吸附在30 min内达到平衡,在吸附剂质量为0.1 g,Cu~(2+)浓度为0.02 mol/L,p H=4时,吸附量可达到44.23 mg/g,吸附等温数据符合Langmuir模型。     

饮用水中微量铬离子高效去除方法的研究

用腐殖酸包覆磁性四氧化三铁纳米材料吸附饮用水中的六价铬离子。结果表明,最佳吸附条件为:腐殖酸包覆四氧化三铁质量比为1∶1,反应温度90℃,分散剂与去离子水的比例为1∶5,反应时间60 min,Fe_3O_4/HA对Cr(Ⅵ)的吸附时间为30 min。在最佳条件下,Fe_3O_4/HA对Cr(Ⅵ)吸附量为25.83 mg/g,氨水(25%²8%)用量为10 m L;Fe_3O_4/HA对Cr(Ⅵ)的吸附符合Freundlich吸附等温方程。     

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。     

纳米四氧化三铁沸石微球吸附废水中铅离子研究

采用纳米Fe_3O_4对人造沸石(NZ)进行改性,研究了吸附剂投加量、废水pH、不同交联剂、离子含量等对改性磁性沸石微球去除废水中Pb~(2+)性能的影响,分析了改性沸石的吸附动力学和吸附等温线。结果表明,在Pb~(2+)溶液pH=3,吸附剂投加量为0.6 g/L条件下,钙交联纳米Fe_3O_4改性沸石微球(Ca-MZS)对溶液中Pb~(2+)的去除率达93.4%,最大吸附量为77.1 mg/g,较NZ的最大吸附量8.02 mg/g有明显提高。Ca-MZS比铁交联纳米Fe_3O_4改性沸石微球(Fe-MZS)的最大吸附量高2.57 mg/g。Ca-MZS对Pb~(2+)的吸附过程符合准2级动力学模型和Freundlich模型。Pb~(2+)溶液分别加入Na~+、K~+时,Ca-MZS对Pb~(2+)去除率分别下降了9.3个、16.1个百分点。     

壳聚糖/胺基化氧化石墨烯复合膜对Cu~(2+)吸附行为的研究

为增强壳聚糖(CS)膜吸附重金属离子的能力,以CS为基体,利用乙二胺(EDA)对氧化石墨烯(GO)进行胺基化改性,将改性后的GO(n-GO)引入CS制备得到壳聚糖/胺基化氧化石墨烯(CS/n-GO)复合膜。探究吸附时间、吸附剂质量、溶液p H、初始质量浓度等条件下复合膜对铜离子(Cu~(2+))吸附性能的影响。结果表明,GO表面成功接枝上了氨基,最佳的胺基化摩尔比为n(GO)∶n(EDA)=1∶8。在吸附时间为12 h、溶液p H=4、吸附剂质量为70 mg、初始质量浓度为50 mg/L时,CS/nGO复合膜对Cu~(2+)吸附效果最好,吸附率最高可达92. 8%。CS/n-GO复合膜对Cu~(2+)的吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附模型符合Langmuir等温吸附模型。经过5次吸-脱附实验后,复合膜仍可重复使用。