生物法制备聚合硫酸铁及其应用研究

研究生物法制备铁系絮凝剂及其影响因素。以FeSO4·7H2O为原料,利用驯化后的氧化亚铁硫杆菌（T·f）在酸性条件下的催化氧化作用制备生物聚合硫酸铁（PFS）,并确定最佳制备条件。实验表明：在反应液初始pH值1.5、硫酸铵用量0.5g/L、初始Fe2＋浓度45g/L、接种量10%、温度30℃时,在转速为120r/min的恒温水浴摇床中连续培养5～6d、可以制出pH1.5～2.2、盐基度17.5%～22.7%、全铁含量43.87～45.24g/L的产品。实验通过处理3种废水来考察其絮凝性能,结果表明：当PFS投加量一定时,COD去除率可达70%以上,脱色率达90%,Zn2＋去除率达99%,说明PFS是一种絮凝效果优异的水处理剂。     

磁性Fe3O4/活性炭对电镀废水中Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

目的获得吸附性能、磁分离性能和再生性能较佳的磁性Fe_3O_4/活性炭吸附剂(MAC)。方法通过化学共沉淀法制备出磁性Fe_3O_4/活性炭吸附剂。采用X-射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对活性炭进行表征。使用磁性Fe_3O_4/活性炭吸附电镀废水中的Cr(Ⅵ),考察吸附剂用量、吸附pH值和吸附时间对吸附性能的影响,并研究了吸附动力学模型。利用磁铁对磁性Fe_3O_4/活性炭进行了回收。结果制备的磁性Fe_3O_4/活性炭中含有纯度较高的立方相磁性Fe_3O_4粒子。在温度为25℃、pH=3、吸附时间为120 min、吸附剂用量为0.15 g时,对Cr(Ⅵ)的去除率最高,达到了97.44%,吸附动力学符合拟二级动力学模型。电镀废水中共存阳离子会使吸附性能增强,共存阴离子会使吸附性能降低。磁性Fe_3O_4/活性炭的回收率达93.58%,6次解吸-再生后,吸附量仍较高,为27.17 mg/g。结论磁性Fe_3O_4/活性炭吸附剂对电镀废水中的Cr(Ⅵ)具有较高的去除率,吸附剂回收方法简单,回收率高,具有较好的应用前景。     

以PEG为分散剂从废绿矾中回收Fe_3O_4（英文）

以CaOH为沉淀剂通过共沉淀从绿矾溶液中回收Fe_3O_4,研究分散剂PEG对Fe_3O_4磁分离的影响。结果表明,分散剂PEG对Fe_3O_4的回收有显著影响。在Fe_3O_4制备过程中添加PEG不利于Fe_3O_4的回收。当PEG-6000浓度从0增加到8 g/L时,Fe_3O_4产品的铁品位从65.58%降至57.79%,中值粒径从2.35μm降至1.35μm。然而,在混合产物的湿磨过程中添加PEG可促进随后的Fe_3O_4回收。当PEG-200用量从粉末质量的0%增加到4%时,Fe_3O_4产物中铁的品位从65.58%升高到68.32%。当PEG-200用量为4%时,改变PEG相对分子质量从200增加到20000,Fe_3O_4产物中铁品位从68.32%降至66.70%。     

铁基生物絮凝剂去除废水中的氟和铅

采用自制的铁基生物絮凝剂对废水中氟、铅进行脱除。考察铁基生物絮凝剂投加量、pH、反应时间对F、Pb2+去除效果的影响。结果表明:随铁基生物絮凝剂投加量的增加,F、Pb2+去除率上升;酸性条件有利于F去除率的提高,碱性条件有利于Pb2+去除率的提高;随反应时间的延长,F、Pb2+去除率先上升后下降。在铁基生物絮凝剂投加量为7.5%(体积分数),pH值为6,反应时间为20 min的条件下,F、Pb2+去除率分别为69.75%和99.89%,水中残余F、Pb2+浓度分别为6.05 mg/L和0.226 mg/L,均低于国家《铅、锌工业污染物排放标准》(GB25466—2010)规定的限值。     

钯碳催化剂工业废水处理研究

分别采用活性炭吸附法、絮凝剂吸附法和氧化法处理钯碳催化剂工业废水,重点考察了试剂加入量及处理时间对废水化学需氧量(COD)的影响,其中氯酸钠氧化法具有最佳处理效果。正交试验表明,氯酸钠处理催化剂废水COD的影响因素中,氯酸钠加入量影响最为显著,优选的条件下,在50 mL废水中加入氯酸钠2.5 g/L,在40℃以200 r/min搅拌处理1 h,可以使废水COD去除率达到87.6%,达到排放标准。     

混凝沉淀法处理钨多金属矿选矿废水

多金属矿选矿废水具有悬浮物浓度和化学需氧量(COD)高、重金属浓度低但种类多等特点,难以稳定达标排放。采用含铝无机高分子混凝剂和有机助凝剂两步混凝沉淀处理钨铋钼矿选矿废水,24 h现场动态取样研究结果表明,混凝沉淀法可高效处理钨多金属矿选矿废水。在废水中先后投加0.75%(体积分数)质量浓度为27 g/L(以铝计)的含铝无机高分子混凝剂和0.5%(体积分数)质量浓度为1 g/L的有机助凝剂,混凝沉淀4 min后,选矿废水浊度去除率达96.5%以上,COD去除率达70%左右;废水中As和Pb去除率分别达90%和97.6%以上,Be和Cd去除率几乎达100%。处理后废水浊度小于50 NTU、COD平均含量降至58 mg/L,废水中As和Pb浓度分别降至0.5 mg/L和80μg/L以下,未检出Be和Cd,出水水质满足《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)一级标准。     

GX40CrNiSi25-20奥氏体不锈钢的高温氧化性能研究

采用不连续恒温氧化增重法研究了GX40CrNiSi25-20奥氏体不锈钢在不同温度和氧化时间条件下的抗高温氧化性能。结果表明,其氧化动力学曲线遵循抛物线规律。试样在700℃、900℃、1100℃下氧化100h后,其氧化增重分别为0.143mg/cm~2、0.323mg/cm~2和0.813mg/cm~2;表面氧化程度随着氧化温度的增加逐渐增大;氧化膜的主要物相分别为NiO、Fe_(0.98)O、Cr_2O_3和Fe_(0.64)Ni_(0.36)奥氏体相,Fe_2O_3、Fe_3O_4、Cr_2O_3和尖晶石结构(FeCr_2O_4、NiCr_2O_4),以及Fe_2O_3、FeO、Cr_2O_3和尖晶石结构。生成的Cr_2O_3和尖晶石结构等产物使材料具有良好的高温抗氧化性能。     

Bi修饰Fe_3O_4的可见光催化性能(英文)

利用水热法合成了Fe_3O_4负载的BiFeO_3。利用固体Fe_3O_4颗粒作为铁离子源,通过表面腐蚀和Bi3+离子在Fe_3O_4颗粒表面的吸附、沉淀,经过适当的处理,得到了不同负载量的BiFeO_3/Fe_3O_4复合可回收可见光催化剂。采用XRD、SEM、TEM表征了样品物相和形貌,用DRS(紫外漫反射光谱)和VSM(振动样品磁强计)表征样品的光吸收特性和磁性能。以刚果红(Congo Red)水溶液为探针,在可见光下(λ420 nm)测试了样品的光催化性能,表明样品具有一定的可见光响应,并随着Bi使用量的增加,可见光催化性能呈现明显增强的规律。     

Fe3O4@SiO2磁性复合微球的制备与表征

采用化学共沉淀法制备Fe_3O_4颗粒,在其制备过程中控制Fe_3O_4核的长大时间,加入油酸钠作为表面修饰剂来控制Fe_3O_4核的尺寸,然后加入正硅酸乙酯(TEOS)生成纳米级Fe_3O_4@SiO_2复合纳米粒子和亚微米级Fe_3O_4@SiO_2复合微球。通过X射线衍射、透射电镜、能谱分析和红外光谱分析证实Fe_3O_4颗粒表面包覆有SiO_2,并研究了复合粒子的形貌和成分组成,然后进行了磁性能分析。结果表明,Fe_3O_4纳米颗粒、Fe_3O_4@SiO_2复合纳米粒子和亚微米级Fe_3O_4@SiO_2复合微球的饱和磁化强度分别为79.95、34.85和61.51 A·m2/kg,对应的剩磁分别为1.73、1.05和3.07 A·m2/kg,矫顽力分别为1083、755和2002 A/m,亚微米级复合微球的剩磁和矫顽力都显著增大。     

不同形状纳米Fe_3O_4水基磁悬液对人工裂纹缺陷试块的磁粉检测

用两种不同的方法制备了球形及条形颗粒的Fe_3O_4磁悬液,并用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)分析测试手段对制备的样品进行了表征。将制备的两种形状的Fe_3O_4磁悬液用于对制作的裂纹试块进行磁粉检测。试验结果表明:在磁化过程中,纯球形纳米Fe_3O_4向缺陷漏磁场处聚集较快,裂纹显示清晰具体;撤走外加磁场后,受磁悬液的扰动,缺陷磁痕被破坏;使用纯球形纳米Fe_3O_4磁悬液所得缺陷磁痕显示不如使用条形纳米Fe_3O_4磁悬液所得磁痕显示清晰。     

采用负载Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4磁性纳米粒子芦荟壳灰从水溶液中快速高效去除Ag(Ⅰ)（英文）

采用负载Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4磁性纳米粒子芦荟壳灰从水溶液中去除Ag(Ⅰ)。采用XRD、SEM、BET等温线、振荡试样磁力计(VSM)和傅里叶变换红外光谱(FT-ⅠR)表征该吸附剂。采用该吸附剂在不同p H值(2~7)、吸附剂量(0.01~0.5 g)、Ag~+浓度(50,100,200,300,500,700和1000 mg/L)下测定Ag(Ⅰ)的吸光度。在最佳条件(30 min,p H=5)下,得到最高的Ag~+去除率。在50 m L 100 mg/L Ag~+溶液中,最佳吸附剂量是0.20 g,去除率为98.3%。基于Langmuir等温线,得到最大单层饱和吸附量为243.90 mg/g。表征结果表明,吸附剂的比表面积和孔体积分别为814.23 m2/g和0.726 cm3/g。实验数据与Langmuir和Freundlich等温线模型吻合。合成的吸附剂对水溶液中Ag(Ⅰ)吸附具有理想的表面积和吸附容量。     

矿坑废水中试试验研究

在实验室小型试验的基础上，采用1001／h水处理装置进行化学氧化－絮凝沉降法处理矿坑废水证试验。在Ca(ClO)2加量225－450mg/l、氧化时间10mins、絮凝剂PAM加量0.5mg/l的条件下，重金属Pb 、Zn和Cd的去除率均在92％以上，黄药未检出，出水悬浮物小于10mg/l，水质达到国家一级排放标准。     

离子强度调控法合成Fe_3O_4/GO复合物的锂电性能

通过调控溶液中的离子强度,制备Fe_3O_4与氧化石墨烯的复合材料,该方法环境友好且简单。进一步研究Fe_3O_4/GO复合材料作为锂离子电池负极材料的性能,结果与Fe_3O_4纳米颗粒相比有着显着的改善。在电流密度为500mA/g时,充放电循环100次后,Fe_3O_4/GO复合材料的放电比容量仍有930mAh/g。     

PVA加入量对铁酸铋粉体水热合成相变和形貌演变的影响（英文）

采用水热合成法,通过调整PVA的加入量实现了对合成铁酸铋的相变和形貌的控制,用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对样品进行了表征。结果表叫,少量PVA的加入会使得铁酸铋产物中Bi/Fe的摩尔比降低,但是,更多PVA的加入将使产物中Bi/Fe的摩尔比升高。加入PVA的量(16 g/L)从0 mL增大到5 mL时,对应形成的相为BiFeO_3和Bi_2Fe_4O_9,当PVA的加入量增大到10 mL和15 mL时,得到的相是Bi_(25)FeO_(40)或Bi_(46)Fe_2O_(72)。相应的,反应产物的形貌演变从块状集合中空结构和纳米片混合→纳米片→纳米片和束状结构混合→束状结构。对PVA的加入如何影响产物的相的机制进行了简单讨论。     

FeYO3/Y2O3∶3％Eu3+,5％Tb3+纳米磁性粉体的制备

以Fe_3O_4粉体,Y_2O_3∶3%(摩尔分数)Eu~(3+), 5%(摩尔分数)Tb~(3+)粉体和三聚氰胺为原料,采用微波烧结法制备FeYO_3/Y_2O_3∶3%Eu~(3+), 5%Tb~(3+)复合粉体,利用X射线衍射仪(XRD)对各种粉体的结构进行分析,利用扫描电镜(SEM)对复合粉体的形貌进行观察,并利用振动样品磁强计对复合粉体的磁学性能进行测试。结果表明:复合粉体均呈针状,长度和细度均为纳米级;当Fe_3O_4,Y_2O_3∶3%Eu~(3+), 5%Tb~(3+)和三聚氰胺摩尔比为1∶3∶4时,所制备的FeYO_3/Y_2O_3∶3%Eu~(3+), 5%Tb~(3+)粉体磁力最强,饱和磁化强度为3.852 emu·g~(-1),剩余磁化强度为0.6 emu/g,矫顽力为232 Oe。     

Fe_2SiO_4熔化原位观察及组织形貌研究

以含硅1.21 wt%低碳钢为研究对象,采用电子背散射扫描(BSED)、能谱仪(EDS)、激光共聚焦显微观察(LSCM)分析了该钢种氧化铁皮的组成、Fe_2Si O_4/Fe O的组织以及Fe_2Si O_4相的熔化。结果表明:低碳钢氧化铁皮主要由三层结构组成,外层主要为Fe_2O_3,中间层以Fe_3O_4和Fe O为主,内层为共晶化合物Fe_2Si O_4/Fe O。此外,Fe O以弥散分布的颗粒状分布在基体Fe_2Si O_4中。同时,原位观察试验验证了Fe_2Si O_4相的理论熔化温度约为1173.9℃,而且,Fe_2Si O_4相的熔化温度与硅元素含量无关。     

退火温度对纳米晶Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4吸波性能的影响

采用溶胶-凝胶自燃烧法制备了Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4纳米晶,将其分别在550、800和1050℃下二次退火2h,利用XRD和微波矢量网络分析方法对二次热处理产物及其电磁性质进行了研究.结果表明,自燃烧后已形成完整的结晶尖晶石型Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4纳米晶.在0.1～1.5 GHz的测试频率,纳米晶具有介电损耗和磁损耗,且随着热处理温度的升高,电损耗逐渐减小.在1050℃下退火后获得的Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4纳米晶材料的μ'、μ"以及磁损耗正切tanδ_m明显大于在室温及550、800℃退火后的试样,在所测频率内具有优异的磁吸收性能.     

核/壳结构的铁氧体/PZT原位合成与磁性能分析

通过水热和热处理相结合的方法制备了具有核/壳结构的γ-Fe_2O_3/PZT和Pb Fe_(12)O_(19)/PZT磁电复合颗粒。选用Fe_3O_4纳米粒子作为磁性相核心,钙钛矿壳层的A位铅离子和B位锆、钛离子通过原位的水热反应形成致密包覆的非晶PZT层。经过650°C的热处理,PZT层开始结晶,同时Fe_3O_4核心转变成了γ-Fe_2O_3。经过750°C的热处理,壳层中的Pb向核心扩散形成了Pb Fe12O19相。两相具有良好的界面和有序取向生长特征。γ-Fe2O3-PZT和Pb Fe12O19-PZT的饱和磁化强度分别为18.47和17.79 A·m2/kg,其矫顽力分别为69.3×79.6和2552.7×79.6 A/m。     

利用磁性复合材料Fe_3O_4@SDBS@LDHs从水溶液中有效去除灿烂绿（英文）

利用十二烷基苯磺酸钠改性的水滑石(SDBS@LDHs)与磁性粒子Fe_3O_4共沉淀作用,得到Fe_3O_4@SDBS@LDHs磁性复合材料。XRD、FT-IR、SEM/EDS等表征结果表明,Fe_3O_4@SDBS@LDHs的分散性得到了提高,SDBS对LDHs的改性在LDHs层板表面进行。在吸附平衡后,磁性复合材料对灿烂绿的吸附量达到329.1 mg/g。热力学参数表明,吸附过程为自发吸热反应,且温度越高,反应速率越快。吸附过程的热力学符合Langmuir等温吸附模型,属于单分子层吸附;吸附动力学符合准二级动力学模型。吸附剂在4次循环后仍具有较好的吸附能力。此外,磁性复合物更容易从水溶液中分离。这表明,在环境应用方面Fe_3O_4@SDBS@LDHs可以作为一种潜在的吸附剂从水溶液中去除灿烂绿。     

Na_2S选择性浸出铜转炉烟灰中的砷及Fe_2(SO_4)_3稳定化砷（英文）

研究砷(As_2O_3)的Na_2S碱性浸出,以及用Fe_2(SO_4)_3沉淀砷。采用基于中心组合设计的响应面法对相关因素的影响进行定量和定性分析,提出用于参数优化的统计模型。结果表明,在Na_2S浓度100 g/L,固液比0.163 g/mL和温度80℃的最优预测条件下,89%的砷可从烟灰中去除。研究发现,固液比和Na_2S浓度是影响浸出过程的显著因素。在沉淀过程中,当pH为4.8、Fe~(3+)与砷的摩尔比和H_2O_2与砷的摩尔比分别为5:1和4:1时,浸出液中99.93%以上的砷以无定形砷酸铁的形式被除去。Fe~(3+)与砷的摩尔比和pH值为最显著因素,而且他们之间的相互作用也是显著的。