Fe3O4@HBP-NH2复合材料对水中重金属离子的选择性吸附

将Fe₃O₄@NH₂磁性粒子与端氨基超支化聚酰胺(HBP-NH₂)通过亲核加成反应，制备Fe₃O₄@HBP-NH₂复合材料，分析了Fe₃O₄@HBP-NH₂对模拟废水中Pb²⁺、Cd²⁺和Cu²⁺的吸附行为。研究结果表明，Fe₃O₄@HBP-NH₂复合材料已被成功制备，并且该材料仍然能够实现快速磁性分离。同时，吸附实验表明，当t=120 min、pH=4.5、T=55℃和Fe₃O₄@HBP-NH₂添加量为1.0 g/L时，Fe₃O₄@HBP-NH₂对Pb²⁺、Cd²⁺...     

羧基化磁性Fe3O4复合材料的制备及其对水体中Pb2+的吸附研究

以采用共沉淀法制备的磁性Fe₃O₄为核,通过硅烷化及酰胺化反应,制备了羧基化磁性Fe₃O₄复合材料（Fe₃O₄?SiO₂?NH?COOH）,通过红外光谱仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、磁强度计（VSM）和X射线衍射仪（XRD）等对复合材料的结构进行了表征,并对不同作用条件下Fe₃O₄?SiO₂?NH?COOH吸附Pb²⁺的效果及Fe₃O₄?SiO₂?NH?COOH的重复使用效能进行了研究。结果表明,具有Fe₃O₄?SiO₂?NH?COOH结构的复合材料已被成功被制备,且该材料仍然能够实现快速磁性分离;Fe₃O₄?SiO₂?NH?COOH对Pb²⁺的静态吸附动力学数据更符合准二阶动力学,吸附时间为100 min、pH=4.5、Fe₃O₄?SiO₂?NH?COOH用量为1.0 g/L时,Fe₃O₄?SiO₂?NH?COOH对Pb²⁺的最大吸附容量为208.7 mg/g,且Langmuir方程更能描述该吸附等温过程;Fe₃O₄?SiO₂?NH?COOH对Pb²⁺的吸附是吸热过程;Fe₃O₄?SiO₂?NH?COOH对Pb²⁺的吸附量随时间延长先增加后趋于稳定,随pH值的增加先增加后减小;相比于一价阳离子,溶液中二价Ca²⁺、Mg²⁺的存在对吸附反应具有一定抑制作用;Fe₃O₄?SiO₂?NH?COOH吸附Pb²⁺后可洗脱再生,连续重复使用6次后对Pb²⁺的去除率仍大于50 %。     

磁性纳米Fe3O4@TiO2可见光下光催化还原Cr(Ⅵ)

通过溶胶-凝胶法、水热法和煅烧法,成功制备出具有光催化活性的Fe₃O₄@TiO₂磁性纳米复合材料,将超顺磁性的Fe₃O₄与TiO₂复合,实现材料的快速回收与可见光响应能力的结合。进一步将Fe₃O₄@TiO₂磁性纳米复合材料应用于Cr(Ⅵ)的去除,实验结果表明,在可见光照射下Fe₃O₄@TiO₂对Cr(Ⅵ)的去除能力是P25的1.96倍。并深入探究了Fe₃O₄@TiO₂中TiO₂含量、Cr(Ⅵ)溶液的pH以及空穴去除剂对Fe₃O₄@TiO₂可见光下光催化还原Cr(Ⅵ)能力的影响,实验表明当Fe₃O₄@TiO₂中TiO₂含量为1.0 g/g,添加甲酸作为空穴去除剂并且溶液pH=2时Fe₃O₄@TiO₂对Cr(Ⅵ)的去除能力最佳,此条件下Cr(Ⅵ)的去除率达到99.85%,重复使用4次,催化能力依然保持较高水平。此外,Fe₃O₄@TiO₂对5~500 mg/L浓度范围内的Cr(Ⅵ)都具有良好的去除能力。Fe₃O₄@TiO₂磁性纳米复合材料对Cr(Ⅵ)具备优异的去除能力,具有良好的应用前景。     

磁性纳米Fe3O4吸附材料的制备及在废水处理中的应用

随着工业化进程的加快,一些含染料、难降解污染物、乳液等的有机废水大量排放,对人类和大自然都造成了不可逆转的危害,因此开发一种吸附容量大、分离效果好、循环稳定的吸附剂用于废水处理富有重要意义。磁性纳米Fe₃O₄复合材料具有选择性好、可快速分离、可循环利用等优点,在有机废水处理方面具有良好的应用前景,近年来受到科研工作者和水处理行业的广泛关注。文章首先介绍了磁性纳米Fe₃O₄吸附材料的制备方法,一些含有特定功能基团的吸附材料进行磁改性方法,及其对磁性吸附材料工业化生产促进作用;其次通过追踪在实际有机废水应用的研究动态,归纳总结了磁性复合材料的吸附机理;最后对磁性材料的发展前景进行了展望。从现有研究可以看出,今后应该开发更高效、适用范围更广的复合纳米Fe₃O₄磁性材料,并针对不同水质,进一步优化磁性Fe₃O₄纳米材料的制备方案,减少使用过程中的环境健康影响,增加其循环再生性能。     

丙烯酰胺磁性接枝微粒的制备及其对氨氯地平吸附性能的研究

采用自由基聚合法,在溶液聚合体系中将功能单体丙烯酰胺(AM)接枝于改性后的Fe₃O₄磁性纳米微粒表面,制备了对S-氨氯地平有吸附性能的磁性接枝微粒Fe₃O₄@SiO₂-PAM。通过FTIR光谱、SEM、TGA和VSM进行了表征。结果表明,Fe₃O₄@SiO₂-PAM具有良好的磁性和磁响应性,饱和磁强度为52.42 emu/g,接枝度为176.8 mg/g。同时研究了接枝聚合过程,并通过动力学吸附、等温吸附及可重复使用性评估了磁性接枝微粒Fe₃O₄@SiO₂-PAM的吸附性能。磁性接枝微粒Fe₃O₄@SiO₂-PAM的吸附量达到241 mg/g,且具有重复使用价值。     

磁性纳米钌催化剂制备及其催化甲苯氢化反应性能

采用共沉淀法制备Fe₃O₄粒子,用SiO₂对Fe₃O₄纳米粒子进行表面包覆,用改性聚乙烯吡咯烷酮对所得磁性粒子进行表面修饰,制备磁性纳米粒子负载钌催化剂Ru/PVP-DB-171/SiO₂/Fe₃O₄。红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜及透射电子显微镜分析表明,所得粒子结构是面心尖晶石结构,Fe₃O₄为核,无定形SiO₂为壳,纳米钌吸附在磁性载体表面。该粒子具有高分散性,可用磁分离实现固液分离。以甲苯液相催化加氢反应为模型,评价磁性负载钌催化剂的催化性能,计算出甲苯氢化的活化能为16.6 kJ·mol^-1,在433 K和4.0 MPa条件下,反应转换数达30 262 mol·(mol-Ru）^-1,Ru催化剂可循环使用8次,添加助剂的种类和数量影响催化剂活性。     

常压下Fe3O4@C磁性复合材料的制备及其对亚甲基蓝的吸附

以共沉淀法合成的Fe₃O₄为载体,在常温常压下,利用浓硫酸蔗糖碳化法制备出Fe₃O₄@C磁性复合材料,通过傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、X射线粉末衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和磁学测量系统（MPMS）手段对合成的磁性复合材料进行表征,并研究了Fe₃O₄@C对水中亚甲基蓝的吸附性能。考察了吸附剂用量、溶液pH、吸附温度、震荡时间等因素对吸附过程的影响。结果表明,Fe₃O₄@C表面分布有大量不规则的孔道,其饱和磁化强度为18.45emu/g;当亚甲基蓝初始浓度为100mg/L,吸附剂加入量1g/L,吸附时间150min,吸附温度25℃,pH=12时,得到吸附容量为96.74mg/g。Fe₃O₄@C对水中亚甲基蓝的吸附符合Langmuir模型,吸附过程动力学符合准二级动力学方程,吸附过程是吸热及熵增加的过程;Fe₃O₄@C经过稀硫酸溶液解吸之后可以重复利用。     

磁性纳米粒子类型和质量浓度对微波热解含油污泥的影响

鉴于传统微波吸收剂在协同微波热解含油污泥时存在热解效率较低、处理成本较高等问题,本文引入磁性纳米粒子作为新型微波吸收剂,探究了磁性纳米粒子种类和质量浓度在强化微波热解含油污泥中的作用效果和规律。实验结果表明：(1)在6种磁性纳米粒子(Zn Fe₂O₄、Fe₃O₄、Ni、Ni Fe₂O₄、γ-Fe₂O₃和Co₃O₄)中,添加Zn Fe₂O₄的实验组热解终温最高,为284℃,气、液相产物最多,分别为382m L和10.5m L;(2)当微波功率为800W、微波加热时间为20min时,添加纳米Zn Fe₂O₄实验组的热解终温在质量浓度5.0mg/g时最高;(3)随着纳米Zn Fe₂O₄质量浓度的增加,气相热解产物中H₂、CH...     

AC@Fe3O4的制备及其对水中乳液的吸附性能研究

煤矿液压支架乳液在使用的过程汇入矿井水中,大幅度增加了处理难度。粉末活性炭(AC)具有比表面积大、吸附能力强等优点,可以应用于含乳液矿井水的处理中,但存在吸附后固液分离难以及AC再生回用难的问题。基于此,本研究以AC、FeCl₃·6H₂O、FeCl₂·4H₂O为原料,通过化学共沉淀法制备了活性炭负载Fe₃O₄复合材料(AC@Fe₃O₄),并应用于液压乳液废水的吸附处理。结果表明,磁性活性炭对乳液的吸附在90 min时达到吸附平衡,当乳液的初始体积分数为0.5%,温度为25℃,振荡速度为200 r/min时,对乳液的吸附量为1.07 mL/g。吸附动力学研究表明,磁性活性炭对乳液的吸附更符合伪二级动力学模型,表明其对乳液的吸附主要是化学吸附,Langmuir等温线模型对磁性活性炭吸附乳液的拟合度较高,通过拟合计算得到的理论饱和吸附量为1.51 mL/g,而实验中优化吸附量也达到1.07 mL/g。吸附平衡后分离出的...     

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Fe₃O₄磁核及SiO₂/Fe₃O₄复合粒子,制备出两种磁性吸附剂β-CDPU@Fe₃O₄和β-CDPU@（SiO₂/Fe₃O₄）。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Fe₃O₄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Fe₃O₄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SiO₂修饰后,可以阻碍Fe₃O₄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。     

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。     

高温抗烧结吸附剂对SeO2捕集性能

使用气固瞬时反应装置在700~1100℃下对不同氧化物（氧化镁、氧化铁、氧化铝、氧化钙）的硒捕集性能进行研究,确定吸附产物性质。基于此选取相应的典型矿物及双组分抗烧结吸附剂改善硒高温吸附能力。结果表明：900℃前氧化钙捕集效果最好,但1100℃时其吸附量迅速降低到167.59μg/g;γ-氧化铝在高温下捕集效果较好,1100℃时吸附量可达415.04μg/g,这与其优异的孔隙结构有关。钙基矿物方解石因其具有一定的抗烧结能力和发达的孔隙结构,表现出更好的高温捕集能力,1100℃时吸附量可提高到1064.97μg/g。双组分吸附剂高温捕集能力展现出不同程度的提高。钙-铝基吸附剂高温捕集性能提高相对较小;而钙-硅基吸附剂在高温下效果远高于单组分吸附剂,与氧化钙相比,1100℃时可提高1787.21μg/g。     

Bi2O2CO3/Fe3O4磁性复合物在环境污染治理领域中的应用

以Fe₃O₄纳米粒子和Bi₂O₂CO₃为原料,采用溶剂热法制备Bi₂O₂CO₃/Fe₃O₄磁性复合物,并通过对印染废水中染料的去除、剩余污泥厌氧消化过程中产甲烷潜力的影响两方面探讨其在环境污染治理中的应用。借助X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）和比表面积及孔径分析对Bi₂O₂CO₃/Fe₃O₄复合物进行表征分析,SEM分析结果表明复合物表面较粗糙,BET结果显示复合物的比表面积为9.2294m²/g,Fe₃O₄的引入大幅度增加了Bi₂O₂CO₃的比表面积,使其具有明显的介孔结构。一方面,以甲基橙（MO）为目标污染物,研究了不同实验条件下该材料对染料的去除效果,结果表明,最大吸附量可达14.373mg/g,且该吸附反应过程符合拟二级动力学和Langmuir吸附等温模型,趋于单分子层吸附;另一方面,评估了复合物对污泥厌氧消化产甲烷潜力的影响,结果表明,复合物的引入对污泥厌氧消化产甲烷过程有一定的促进作用,累积产甲烷量相比于对照组提高了10%。分别用一级动力学模型和修正Gompertz模型模拟厌氧消化过程,模拟结果显示一级动力学模型可以更好地描述引入Bi₂O₂CO₃/Fe₃O₄磁性复合物的污泥厌氧消化过程。     

氢氛还原法制备氧化铁/膨润土 复合材料及其表征研究

以膨润土和硝酸铁为原料,采用氢氛还原法制备Fe₃O₄/膨润土复合材料,并采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和电子能谱（EDS）做表征分析。通过实验得到最佳的工艺条件：n（OH^-）∶n（Fe³⁺）=1∶1、铁土比为10 mmol/g、还原温度为200 ℃、还原时间为30 min。制备的Fe₃O₄/膨润土具有良好的类Fenton催化性能、稳定性与磁分离性能。制备过程中铁元素化合物能够有效固载在膨润土上,并在氢气还原作用下转化为Fe3O4,所得Fe3O4/膨润土是结构分散、孔隙明显、物化形态优良的催化复合材料。     

Fabrication of Poly（y-glutamic acid）-coated Fe3O4 Magnetic Nanoparticles and Their Application in Heavy Metal Removal

In this study, poly（y-glutamic acid）-coated Fe3O4 magnetic nanoparticles （y-PGA/Fe304 MNPs） were successfully fabricated using the co-precipitation method. Fe3O4 MNPs were also prepared for comparison. The av erage size and specific surface area results reveal that 7-PGA/Fe304 MNPs （52.4 nm, 88.41 m2.g-1） have smaller particle size and larger specific surface area_ than Fe3O4 MNPs （62.0 nm, 76.83 mLg-1）. The y-PGA/Fe3O4 MNPs     

磁性Fe3O4@SiO2@介孔SiO2空心微球的制备及漆酶固定化

磁性介孔二氧化硅复合材料作为酶固定化载体具有优异的酶固定化性能和良好的磁分离性能,受到国内外学术界广泛关注。本文在自制的β-FeOOH空心微球表面上包覆致密的SiO₂保护层,在酸性条件下以P123为模板剂,十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为辅助导向剂成功制备出了磁性β-FeOOH@SiO₂@介孔SiO₂空心复合微球,最后在还原气氛下煅烧得到Fe₃O₄@SiO₂@介孔SiO₂空心微球。结果表明,所制备的Fe₃O₄@SiO₂@介孔SiO₂微球空心结构未坍塌,具有规整的球形结构,介孔SiO₂壳层（平均厚度约为11nm）均匀地包覆在β-FeOOH@SiO₂中空微球表面。伴随着CTAB量的增加,微球的最可几孔径由4.30nm减小到3.19nm,比表面积从376m²/g升高到640m²/g,孔容从0.36cm³/g升高到0.56cm³/g。复合微球的饱和磁化强度为11.3emu/g,矫顽力为111.5Oe,外加磁场作用下可以实现样品的快速分离,且样品的再分散性良好。当介孔孔径为4.30nm时,Fe₃O₄@SiO₂@介孔SiO₂空心复合微球漆酶固定量高达234mg/g。固定化漆酶在不同pH、温度下的活性显著优于游离酶。     

改性Fe3O4纳米粒子的定性及对功能菌固定化与脱氮特性

为解决水体富营养化所导致的恶臭现象, 用SiO₂和壳聚糖(CS)对Fe₃O₄纳米粒子进行改性, 再运用纳米粒子与微胶囊吸附-包埋的方法固定化功能性菌株, 进而对该体系的脱氮特性进行了研究。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、热重分析(TGA)及振动样品磁强计(VSM)等手段对材料的形貌、结构、磁学性能等进行表征。研究结果表明, SiO₂与CS在Fe₃O₄微球表面形成的包覆层具有产物结晶度高、形态规则、磁性能优良等特点。磁性微球在20min时对菌株的吸附率达85.00%, 吸附的活菌数达(2.1～2.2)×10⁶cfu/mL。在对水体脱氮的研究中, 游离态菌株对氨氮和硝氮的去除率分别为54.13%和59.17%, 固定化菌株对氨氮和硝氮的去除率分别达到72.26%和74.56%。实验结果表明, 改性Fe₃O₄磁性微球对菌株吸附能力强, 微胶囊结构使固定化菌株比游离态菌株具有更强的脱氮性能, 且能延长Fe₃O₄磁性微球的生命周期。     

Fabrication of nickel oxide functionalized zeolite USY composite as a promising adsorbent for CO2 capture

Adsorption process is considered to be the most promising alternative for the CO₂ capture to the traditional energy-intensive amine absorption process, and the development of feasible and efficient CO₂ adsorbents is still a challenge. In this work, the NiO@USY (ultrastable Y) composites with different NiO loadings were prepared for the CO₂ adsorption using Ni(NO₃)₂ as the precursor. The composites were characterized by X-ray photoelectron spectroscopy, X-ray diffraction, nitrogen adsorption–desorption test, scanning electron microscopy analysis, and thermogravimetric analysis, and were evaluated for the CO₂ adsorption capacity, CO₂/N₂ adsorption selectivity and CO₂ cycle adsorption capacity. The characterization results show that after the activation at 423 K, the Ni(NO₃)₂ species were well dispersed into the surface of zeolite USY, and after the further activation at 823 K, Ni(NO₃)₂ could be converted into highly dispersed NiO. The adsorption results show that the presence of the active component NiO plays an important role in improving the CO₂ adsorption performance, and the NiO@USY composite with a NiO loading of 1.5 mmol·g^-1 USY support displays a high adsorption capacity and adsorption selectivity for CO₂, and shows a good cycle stability. In addition, the Clausius–Clapeyron equation was used to evaluate the isosteric heat of adsorption of CO₂ on the NiO(1.5)@USY composite, and the heat of adsorption was 17.39–38.34 kJ·mol^-1.