磁性氧化石墨烯纳米粒子的制备及其对大红染料的去除

合成氧化石墨烯磁性纳米复合材料Fe_3O_4-NH_2@GO,通过透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)对材料的形貌、结构进行表征,并考察影响该磁性材料对水样中大红染料吸附过程的主要参数,包括吸附剂用量,pH,吸附时间及温度。结果表明,吸附剂Fe_3O_4-NH_2@GO对大红染料有较好的吸附性能,最佳吸附pH为4,吸附平衡时间为8 h,理论最大吸附量69.44 mg/g,升高温度,可提高Fe_3O_4-NH_2@GO对大红染料的吸附能力。动力学研究结果证明,该吸附过程符合准二级动力学模型,吸附等温线满足Langmuir模型。     

磁性氧化石墨烯纳米粒子的制备及其对大红染料的去除

合成氧化石墨烯磁性纳米复合材料Fe_3O_4-NH_2@GO,通过透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)对材料的形貌、结构进行表征,并考察影响该磁性材料对水样中大红染料吸附过程的主要参数,包括吸附剂用量,pH,吸附时间及温度。结果表明,吸附剂Fe_3O_4-NH_2@GO对大红染料有较好的吸附性能,最佳吸附pH为4,吸附平衡时间为8 h,理论最大吸附量69.44 mg/g,升高温度,可提高Fe_3O_4-NH_2@GO对大红染料的吸附能力。动力学研究结果证明,该吸附过程符合准二级动力学模型,吸附等温线满足Langmuir模型。     

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。     

超分子印迹聚合物的制备及对水中阿司匹林的吸附

以β-环糊精(β-CD)和功能单体4-乙烯基吡啶(4-VP)制备了基于阿司匹林的超分子印迹聚合物β-CD/4-VP-MIP,通过红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和N₂吸附-脱附仪,对所合成β-CD/4-VP-MIP的组成、形貌和比表面积进行了表征,并考察了其对阿司匹林的吸附选择性、等温吸附线及动力学。结果表明：所合成的β-CD/4-VP-MIP具有较大的比表面积和丰富的孔道结构;对阿司匹林的等温吸附过程遵从Langmuir方程,饱和吸附量为42.918 mg/g;吸附动力学遵从准二级动力学方程,吸附速率为0.002 8 g/(mg·min);热力学分析表明,该吸附过程为吸热、自发、熵增过程。     

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)。     

Fe_3O_4/三维石墨烯非均相Fenton催化降解酸性红B

采用原位氧化还原法制备了三维石墨烯负载型Fe_3O_4(Fe_3O_4/3D GN)非均相Fenton反应催化剂,对其进行了表征,并用于酸性红B染料废水的Fenton氧化降解。表征结果显示:制备的Fe_3O_4/3D GN具有相互贯通的独特三维网状结构,Fe_3O_4纳米颗粒均匀分散在石墨烯片层中。实验结果表明:Fe_3O_4/3D GN具有较高的催化活性和稳定性。Fe_3O_4/3D GN非均相Fenton催化降解酸性红B的最佳工艺条件为:H2O2投加量0.67 m L/L,催化剂投加量1 g/L,初始溶液pH为6。在此最佳工艺条件下反应30 min,酸性红B染料废水的脱色率达到95.64%。     

活化氧化石墨烯的制备及对甲基橙的吸附

为了提高氧化石墨烯(GO)的比表面积和吸附性能,采用氢氧化钾对GO进行高温固相活化,制备出活化氧化石墨烯(GOKOH),并将其用于对水中阴离子染料甲基橙(MO)的吸附研究。结果表明,GOKOH的比表面积可达672.48 m2/g。GOKOH能在较宽的p H范围内实现对MO的高效去除,去除率高达94.87%,吸附平衡时间约为150 min。准一级和准二级动力学拟合的理论平衡吸附容量分别为549.87 mg/g和549.45 mg/g,Langmuir模型的饱和吸附容量为632.91 mg/g。该吸附过程受边界层扩散与颗粒内扩散两个步骤控制,符合二级动力学模型和Langmuir模型,并主要以化学吸附为主。     

磁性Bi_2WO_6-Fe_3O_4复合微球的制备及吸附性能研究

用水热法合成了类花状结构的Bi_2WO_6-Fe_3O_4磁性微球。SEM和TEM照片显示复合微球由直径约为260 nm的Fe_3O_4颗粒镶嵌于直径为2~3μm的Bi_2WO_6微球体上。BET表征显示其比表面积为20.12 m~2/g,具有明显的介孔结构。VSM表征显示其磁饱和强度为6.1 emu/g,具有快速的磁响应性能。探讨了Bi_2WO_6-Fe_3O_4磁性微球对甲基橙的吸附性能,表明在25℃条件下对甲基橙(20 mg/L)的去除率为91.64%,吸附动力学遵循准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir方程,最大饱和吸附量为20.67 mg/g。     

功能磁性核壳纳米颗粒制备及对双酚A的吸附

采用水热法制备了球形四氧化三铁纳米颗粒,对其表面改性后得到两种吸附剂并用于对双酚A的吸附。借助透射电镜、红外光谱分析、热重分析仪和氮气吸脱附等温仪对两种吸附材料进行物理结构表征。结果表明:成功制备了核壳磁性介孔氧化硅纳米吸附剂(Fe_3O_4@mSiO_2),孔径约为2 nm,比表面积约为160 cm~2/g;对其进一步改性得到苯基改性吸附材料(Fe_3O_4@mSiO_2@PhTES)。通过动力学模拟探究了两种吸附剂对双酚A的吸附特性。结果表明:二者对双酚A的吸附动力学均符合拟二级动力学模型,与Fe_3O_4@mSiO_2相比,Fe_3O_4@mSiO_2@PhTES对双酚A的吸附量明显增加,最高达109 mg/g。主要是分子中苯环以π-π共轭方式与吸附剂表面苯基发生作用增强吸附性能。     

一步合成聚苯胺/Fe_3O_4磁性纳米吸附剂去除Cr(Ⅵ)的应用

采用一步加热法合成聚苯胺/Fe_3O_4磁性纳米颗粒(PANI-Fe_3O_4),处理模拟含Cr(Ⅵ)废水,探讨吸附时间和吸附温度对Cr(Ⅵ)去除效果的影响。结果表明,反应时间90 min达到吸附饱和状态,吸附温度25℃时可达到较好的吸附效果。在常温下,Cr(Ⅵ)最大吸附量可达200. 2 mg/g,符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。     

一步合成聚苯胺/Fe_3O_4磁性纳米吸附剂去除Cr(Ⅵ)的应用

采用一步加热法合成聚苯胺/Fe_3O_4磁性纳米颗粒(PANI-Fe_3O_4),处理模拟含Cr(Ⅵ)废水,探讨吸附时间和吸附温度对Cr(Ⅵ)去除效果的影响。结果表明,反应时间90 min达到吸附饱和状态,吸附温度25℃时可达到较好的吸附效果。在常温下,Cr(Ⅵ)最大吸附量可达200. 2 mg/g,符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。     

玉米芯-环糊精交联复合材料对染料分子的吸附性能

以玉米芯和β-环糊精为原料,通过一锅法制备了玉米芯-β-环糊精复合材料(CB-β-CD),通过FTIR、SEM、BET、热重分析仪对其进行了表征。考察了CB-β-CD对酸性品红(AF)和孔雀石绿(MG)在不同吸附条件下的吸附性能。结果表明,20 mL染料初始质量浓度为30 mg/L,加入10 mg吸附剂,吸附3 h, CB-β-CD对MG和AF的最大吸附量分别为52.16 mg/g和58.04 mg/g。MG在碱性条件下更有利于吸附剂的吸附,AF在酸性条件下更有利于吸附剂的吸附。AF和MG的吸附更符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,整个吸附过程以单分子层化学吸附为主。经过5次循环使用,该材料的吸附性能仍可达到90%以上。     

纤维素复合膜吸附处理盐酸环丙沙星

针对废水中氟喹诺酮类抗生素盐酸环丙沙星(HCIP)的污染,以离子液体和二甲基亚砜(DMSO)共混溶液为溶剂,通过相反转技术制备了氧化石墨烯-纤维素复合膜(GOCE)和磁性氧化石墨烯-纤维素复合膜(FGCE)以除去HCIP。同时研究了氧化石墨烯质量分数、纳米Fe_3O_4质量分数、HCIP浓度、溶液温度、溶液pH、共存阴阳离子、水质以及再生次数等因素对复合膜吸附HCIP性能的影响。结果表明,氧化石墨烯和磁性纳米Fe_3O_4质量分数(相对于微晶纤维素质量)分别为5.0%和4.0%的复合膜FGCE对50 mg/L的HCIP溶液的平衡吸附量可达21.67 mg/g。当HCIP溶液质量浓度为10 mg/L时,其吸附率为91.97%。     

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。     

不同磁性氧化石墨烯对铀的吸附性能研究

本文采用氧化石墨烯为原料,以Fe_3O_4为磁化剂,通过改变Fe_3O_4的量制备出不同磁性的氧化石墨烯(MGO)。用电镜扫描和XRD对MGO进行结构表征,确定了Fe_3O_4成功的负载在氧化石墨烯上。系统考察了溶液pH、铀的初始浓度和吸附时间对铀吸附影响,继而得到最佳吸附条件。实验数据采用Langmuir模型和Freundlich模式进行拟合,结果表明,吸附等温线更加符合Langmuir模型;与拟一级动力学模型相比,拟二级动力学模型能更好地拟合本吸附过程。     

磁性石墨烯泡沫的制备及对Cu~(2+)的吸附性能

以氧化石墨烯(GO)为前驱体,采用溶剂热法制备了磁性石墨烯泡沫(MGF)复合物(Fe3O4/GF)。用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)及场发射扫描电子显微镜(FESEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)及振动样品磁强计(VSM)对其进行了表征。测定了不同Cu~(2+)初始质量浓度、反应时间和温度下复合物对水溶液中Cu~(2+)的吸附性能。结果表明:Fe_3O_4成功复合到了石墨烯上且为三维泡沫结构;复合物对Cu~(2+)吸附量可达49.20 mg/g;吸附过程符合准二级动力学模型。磁性复合物可以借助外部磁场实现快速磁分离。     

磁性羧甲基纤维素纳米粒子吸附铜离子研究

采用共沉淀法制备了磁性羧甲基纤维素纳米粒子(CMC@Fe_3O_4),利用TEM、FTIR和VSM等手段对制备的CMC@Fe_3O_4进行了表征,探讨了CMC的最佳用量,并进行了吸附Cu2+性能研究。结果表明,CMC成功包覆在Fe_3O_4外层,制备的CMC@Fe_3O_4对Cu2+的最大吸附量为41.62 mg/g。CMC@Fe_3O_4对Cu2+的吸附较好地满足Langmuir方程,吸附过程可以用准二级动力学方程描述。     

一锅法和两步法合成磁性羟基磷灰石重金属吸附材料的研究

分别采用一锅法和两步法工艺制备了磁性羟基磷灰石复合材料(HAP/Fe_3O_4复合磁性材料)。通过X射线衍射(XRD)对两种方法合成的HAP/Fe_3O_4复合磁性材料进行微观结构表征与分析,并研究了HAP/Fe_3O_4复合磁性材料对Cd~(2+)的吸附性能。结果表明:羟基磷灰石均匀负载在Fe_3O_4微粒表面,HAP/Fe_3O_4复合磁性材料对Cd~(2+)的吸附性能比HAP明显提高,且一锅法合成的HAP/Fe_3O_4复合磁性材料中HAP在Fe_3O_4表面分布更均匀,更牢固,且比表面积更大,较两步法好,具有更好的磁分离能力。随着Cd~(2+)初始浓度由0. 02 mg/L增大到0. 1 mg/L,去除率均呈下降趋势,吸附量呈上升趋势,当Cd~(2+)初始浓度为0. 1 mg/L时,一锅法制得HAP/Fe_3O_4复合磁性材料对Cd~(2+)的去除率在90%以上,其吸附量较HAP吸附量提高30%以上,两步法制得HAP/Fe_3O_4复合磁性材料对Cd~(2+)的去除率在85%以上,其吸附量较HAP吸附量提高了20%以上。HAP/Fe_3O_4复合磁性材料在外加磁场的作用下具有良好的分离回收和循环利用性能,是一种潜在的重金属高效吸附材料。     

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。     

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。