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。     

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。     

海藻酸钙-亚铁氰化钴的制备及其对锶的吸附

采用水热合成法制备了无机离子交换剂亚铁氰化钴,针对该种离子交换剂粒径小,难装柱的缺点,制备出直径约1-2mm的球形复合离子交换剂(海藻酸钙-亚铁氰化钴),研究了复合离子交换剂对锶的吸附性能。研究结果显示:在25℃下,复合离子交换剂对锶离子进行静态吸附,当初始锶浓度为10mmol/L、复合离子交换剂中亚铁氰化钴加入量为3g/L、吸附4h时,吸附剂的对锶的吸附率为1.8mmol/g;通过对复合离子交换剂的吸附动力学和热力学研究,表明其对锶离子的吸附较好的符合动力学二级反应模型,以及Langmuir、Freundlich吸附等温吸附模型。     

TiO_2-Fe_3O_4-ATP吸附剂对P(Ⅴ)的吸附和脱附

通过凹凸棒黏土负载TiO_2-Fe_3O_4制备了TiO_2-Fe_3O_4-ATP吸附剂,进行了P(Ⅴ)的静态吸附和脱附实验,对其动力学和热力学参数进行了研究。通过SEM对凹凸棒黏土负载纳米TiO_2-Fe_3O_4前后结构进行了表征,考察了物料配比及吸附时间、pH值、温度、投加量和初始浓度对P(Ⅴ)吸附率的影响。结果表明,3/4负载TiO_2-Fe_3O_4-ATP吸附剂对P(Ⅴ)有良好的吸附作用,当吸附剂质量为0.6 g,P(Ⅴ)离子初始浓度0.6 mg/L时,pH为8左右,温度20℃,吸附剂对P(Ⅴ)的吸附率为92.9%。吸附过程为准二级动力学,吸附类型与Freundlich吸附模型一致。TiO_2-Fe_3O_4-ATP吸附剂在循环使用4次后,吸附率仍能达到77%以上。     

TiO_2-Fe_3O_4-ATP吸附剂对P(Ⅴ)的吸附和脱附

通过凹凸棒黏土负载TiO_2-Fe_3O_4制备了TiO_2-Fe_3O_4-ATP吸附剂,进行了P(Ⅴ)的静态吸附和脱附实验,对其动力学和热力学参数进行了研究。通过SEM对凹凸棒黏土负载纳米TiO_2-Fe_3O_4前后结构进行了表征,考察了物料配比及吸附时间、pH值、温度、投加量和初始浓度对P(Ⅴ)吸附率的影响。结果表明,3/4负载TiO_2-Fe_3O_4-ATP吸附剂对P(Ⅴ)有良好的吸附作用,当吸附剂质量为0.6 g,P(Ⅴ)离子初始浓度0.6 mg/L时,pH为8左右,温度20℃,吸附剂对P(Ⅴ)的吸附率为92.9%。吸附过程为准二级动力学,吸附类型与Freundlich吸附模型一致。TiO_2-Fe_3O_4-ATP吸附剂在循环使用4次后,吸附率仍能达到77%以上。     

甲壳素/海藻酸钙凝胶球的制备及其对Cu2+的吸附性能研究

采用机械活化法协同FeCl₃预处理甲壳素,然后将其溶解在NaOH/尿素溶液中,再与海藻酸钠溶液共混,逐滴加入到CaCl₂溶液中,制备出甲壳素/海藻酸钙凝胶球(CCAGB),作为吸附剂吸附Cu²⁺。利用FT-IR、XPS和SEM对凝胶球进行表征,探究溶液初始pH、质量浓度等对吸附性能的影响。结果表明,甲壳素和海藻酸钠最佳质量比为1∶5时,CCAGB的结构稳定且具有蜂窝状的孔结构;在温度为30℃、转速为150 r/min、pH为6.0和吸附平衡时间为10 h的条件下,CCAGB对Cu²⁺的最大吸附量为169.49 mg/g,其吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型。     

磷钨酸铵-海藻酸钙复合吸附剂的制备及其铷吸附热力学及动力学

杂多酸盐无机离子吸附剂对于碱金属离子具有良好吸附性能,可望用于铷的分离提取。以海藻酸钙(CaALG)为载体,对铷有良好选择性的磷钨酸铵(AWP)为活性成分,采用溶胶凝胶法制备球形复合吸附剂AWP-CaALG并优化了物料配比、CaCl₂浓度、陈化时间及干燥温度等制备条件,通过SEM、XRD、IR分析对制备产物进行了表征。通过静态吸附实验,测得吸附剂对Rb⁺吸附容量达43 mg·g^-1。实验考察了溶液中铷初始浓度、吸附温度对吸附过程的影响,分别采用Langmuir等温吸附模型、Freundlich等温吸附模型对实验数据进行线性回归分析,结果表明吸附过程更符合Freundlich等温吸附模型(R²>0.9962)。计算铷吸附过程焓变(ΔH)、熵变(ΔS)分别为-14.18 kJ·mol^-1和-0.0367 kJ·mol^-1·K^-1,不同温度下ΔG均为负值,说明该吸附过程可自发进行,低温利于吸附,升温利于解吸。吸附动力学结果表明该吸附过程符合拟二级动力学模型,且受化学反应控制。     

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。     

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。     

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)。     

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。     

氧化石墨烯/二氧化硅纳米材料吸附铬离子的性能研究

采用一种简便新方法制备了氧化石墨烯/二氧化硅(GO/SiO₂)复合纳米吸附剂，用傅里叶红外光谱(IR)和X射线衍射(XRD)进行了表征。研究了GO/SiO₂复合纳米材料对铬离子(VI)吸附性能，采用动力学分析，等温线模型评价了其吸附过程。结果表明：在pH值=4时，GO/SiO₂复合纳米材料对Cr(VI)最大吸附量为181.81 mg/g,其吸附过程符合准二级动力学和Langmuir等温模型。     

用于分离纯化组氨酸标签蛋白质的磁性复合纳米材料的制备

采用溶剂热法制备Fe_3O_4纳米粒子,通过MPS和聚丙烯酸修饰,使其表面羧基化,再与NTA-Ni⁽²⁺⁾螯合,制备Fe_3O_4/MPS/PAA/NTA-Ni(2+)螯合,制备Fe_3O_4/MPS/PAA/NTA-Ni⁽²⁺⁾磁性复合纳米粒子。利用透射电镜、激光粒度仪、红外光谱进行表征。结果表明,Fe_3O_4/MPS/PAA/NTA-Ni(2+)磁性复合纳米粒子。利用透射电镜、激光粒度仪、红外光谱进行表征。结果表明,Fe_3O_4/MPS/PAA/NTA-Ni⁽²⁺⁾磁性复合纳米粒子的形貌为球形,且较为分散,其平均水合粒径为440 nm,Zeta电位为-15.8 mV,红外光谱证实了其化学结构。对组氨酸标签蛋白的分离能力为15.6μg蛋白质/mg磁性材料,说明此金属螯合吸附剂对组氨酸标签蛋白的选择性吸附有一定的意义。     

海藻酸钙/纳米TiO_2共混纤维的制备与表征

将含固体质量分数为5%的海藻酸钠纺丝原液与纳米二氧化钛(TiO2)水分散液均匀混合,制得海藻酸钠/纳米TiO2混合纺丝原液,采用湿法纺丝,通过氯化钙凝固浴,经拉伸、水洗,制备了海藻酸钙/纳米TiO2共混纤维,研究了纳米TiO2含量对共混纤维结构及性能的影响。结果表明:纳米TiO2的加入,提高了共混纤维的力学性能;加入质量分数为0.5%的纳米TiO2,海藻酸钙大分子链上的红外特征吸收峰峰形明显变宽,共混纤维的力学性能最佳,断裂强度为2.93 cN/dtex,断裂伸长率为7.34%,优于海藻酸钙纤维;添加纳米TiO2质量分数为3%时,纳米TiO2在共混纤维中仍能较好的分散,且纤维表面光滑。加入纳米TiO2后,共混纤维的热稳定性提高。     

黑曲霉磁性生物吸附剂制备及其吸附低浓度铀性能研究

以亲铀真菌黑曲霉和纳米Fe_3O_4为原料,制备了一种新型黑曲霉磁性生物吸附剂(Nano-Fe_3O_4 modified Aspergillus niger,NFAN)。研究了初始p H值、吸附时间、吸附剂投加量以及铀初始浓度等对NFAN吸附铀酰离子的影响,分析了吸附铀过程的动力学及热力学规律。结果表明,NFAN在初始浓度为6 mg/L,p H=7,NFAN的用量为0.15 g/L,吸附4 h。在此条件下,NFAN的铀吸附量为60.05 mg/g,铀吸附率可达76.36%,吸附过程符合准二级动力学模型。     

黑曲霉磁性生物吸附剂制备及其吸附低浓度铀性能研究

以亲铀真菌黑曲霉和纳米Fe_3O_4为原料,制备了一种新型黑曲霉磁性生物吸附剂(Nano-Fe_3O_4 modified Aspergillus niger,NFAN)。研究了初始p H值、吸附时间、吸附剂投加量以及铀初始浓度等对NFAN吸附铀酰离子的影响,分析了吸附铀过程的动力学及热力学规律。结果表明,NFAN在初始浓度为6 mg/L,p H=7,NFAN的用量为0.15 g/L,吸附4 h。在此条件下,NFAN的铀吸附量为60.05 mg/g,铀吸附率可达76.36%,吸附过程符合准二级动力学模型。     

NaOH改性鱼鳞对染料废水中结晶紫吸附研究

研究了鱼鳞制备吸附剂的吸附性能,利用NaOH对其进行改性,再通过吸附实验来验证改性鱼鳞的吸附性能。结果表明,鱼鳞用0.1 mol/L NaOH在90℃的水浴锅中加热1 h,所制备的吸附剂对结晶紫染料废水具有很好的吸附性能。对改性前后的鱼鳞进行红外光谱和XRD分析可知,NaOH处理后的鱼鳞胶原蛋白减少,得到脱胶鱼鳞吸附剂。对结晶紫的最佳吸附条件为:结晶紫初始浓度150 mg/L,吸附剂用量10 g/L,吸附温度25℃,吸附时间1.5 h,pH为4～11。通过吸附等温线和动力学实验研究表明,结晶紫的吸附机理与Langmuir模型和准二级动力学模型更相符。该研究结果可为吸附染料废水提供参考。     

Al_2O_3/CTS复合微球对Cr(VI)的吸附性能研究

制备了Al_2O_3/CTS复合微球,研究Al_2O_3/CTS复合微球吸附剂对Cr(VI)的吸附性能。并探讨了Al_2O_3/CTS吸附剂对Cr(VI)的吸附机理,获得相关热力学参数,表明Al_2O_3/CTS复合微球吸附剂对Cr(VI)去除效果良好,是一种很有应用前景的水处理剂。     

用于分离纯化组氨酸标签蛋白质的磁性复合纳米材料的制备

采用溶剂热法制备Fe_3O_4纳米粒子,通过MPS和聚丙烯酸修饰,使其表面羧基化,再与NTA-Ni~(2+)螯合,制备Fe_3O_4/MPS/PAA/NTA-Ni~(2+)磁性复合纳米粒子。利用透射电镜、激光粒度仪、红外光谱进行表征。结果表明,Fe_3O_4/MPS/PAA/NTA-Ni~(2+)磁性复合纳米粒子的形貌为球形,且较为分散,其平均水合粒径为440 nm,Zeta电位为-15.8 mV,红外光谱证实了其化学结构。对组氨酸标签蛋白的分离能力为15.6μg蛋白质/mg磁性材料,说明此金属螯合吸附剂对组氨酸标签蛋白的选择性吸附有一定的意义。     

块状木质素磺酸钠/海藻酸钙复合气凝胶的制备、表征及性能

以木质素磺酸钠和海藻酸钠为原料,采用溶液共混法和真空冷冻干燥制备块状木质素磺酸钠/海藻酸钙复合气凝胶,通过扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、X-射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TG)对其结构进行表征,并分析了其力学性能和吸附性能。结果表明,所制备的气凝胶表面呈层状包裹结构,存在尺寸不一的孔洞;木质素磺酸钠和海藻酸钠主要通过氢键和范德华力结合在一起;木质素磺酸钠的引入提高了海藻酸钙气凝胶的结晶度和热稳定性;气凝胶的压缩强度随木质素磺酸钠含量的增加逐渐减弱;气凝胶对亚甲基蓝和Pb~(2+)均表现出较强的吸附性能,其中气凝胶SA-75对亚甲基蓝的吸附率达到83.65%,气凝胶SA-50对Pb~(2+)的吸附率达到79.89%。