Fe3O4复合材料对Cd2+的吸附性能研究

在碱性条件下,以共沉淀法合成Fe₃O₄,再以正硅酸乙酯和二乙烯三胺为原料,制备出Fe₃O₄复合材料(Fe₃O₄-SiO₂-NH₂)。采用FT-IR、VSM和SEM对其结构进行表征,并研究了复合材料对Cd2+的吸附性能。实验结果表明,在T=55℃、t=60 min、Cd2+溶液的初始浓度为100 mg·L-1、Fe₃O₄-SiO₂-NH₂的添加量为0.1 g时,该材料对Cd2+的吸附容量为71.4 mg·g-1。其吸附动力学行为更符合准二级动力学,热力学更适合用Langmuir等温吸附模型描述。Fe₃O₄-SiO₂-NH₂吸附Cd2+后洗脱再生,经过5次循环使用后,其对Cd2+的去除率仍然大于70%。      

Fe3O4/高岭土磁性复合材料对Cu2+的吸附性能

为实现高岭土（Kaolin）在Cu²⁺废水处理中的实际应用,采用球磨方法制备了剥离Kaolin,并通过氧化沉淀法制备了Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料。通过激光粒度分析仪、SEM、XRD对Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料的形貌及组成进行表征,并通过测试Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料对Cu²⁺的饱和吸附量和磁分离回收率,确定了当Kaolin球磨4.0 h、掺量为3.0 g时所制备的Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料对Cu²⁺的吸附性能最佳,平衡吸附量为17.98 mg/g。磁滞回线结果表明,Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料具有较好的磁响应性,饱和磁化强度约为16.19 emu/g。此外,采用Langmuir和Freundlich吸附等温式对Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料的吸附数据进行拟合,结果表明,Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料对Cu²⁺的吸附行为基本符合Langmuir吸附等温模型和Freundlich吸附等温模型,既存在单分子层吸附,也存在多分子层吸附。     

氨基化磁性纳米粒子的制备及其对Pb2+吸附性能研究

采用改进的高温分解法制备单分散Fe3O4纳米粒子,以正硅酸乙酯为硅源在其表面包覆SiO2,以N-氨乙基-γ氨丙基三甲氧基硅烷为改性剂对复合粒子进行表面氨基化修饰,制备出氨基化磁性复合纳米粒子Fe3O4@SiO2—NH2。利用红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD),振动样品磁强计(VSM)等手段对复合粒子进行了表征,并研究其作为吸附剂在不同条件下对Pb2+的吸附性能。表征结果显示,所制备的复合粒子具有核壳结构,粒径均匀大约在50nm,粒子表面拥有丰富的氨基功能基团;复合粒子饱和磁化强度为69.50A.m2/kg,具有超顺磁性。吸附实验表明所制备的氨基化磁性复合纳米粒子对Pb2+具有较大的吸附容量,是一种能够有效处理含铅废水的吸附材料。     

含锰废水为原料制备MnO2/Fe3O4及对Cu2+的吸附研究

开发高效、无毒、低成本的吸附剂对处理重金属离子具有重要意义。该文以含锰废水为原料,通过电絮凝处理技术及热处理,制备了一种MnO₂/Fe₃O₄复合材料。所制得的MnO₂/Fe₃O₄-10对铜离子具有优异的吸附效果,理论最大吸附量为72.5 mg/g,其热力学吸附过程符合Freundlich模型,动力学吸附过程符合准二级动力学模型。表征分析认为,MnO₂/Fe₃O₄-10的优异性能归功于分散的球形纳米颗粒形貌,因为其可提供较大的比表面积和吸附活性位点。     

PANI/SnO2导电复合材料的制备及光催化吸附性能

采用水热合成法制备了类球状二氧化锡纳米粉体,再经原位聚合工艺制备聚苯胺(PANI)/SnO2纳米复合材料。利用红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征了材料的结构和形貌,用四探针测试了材料的电导率,考察了反应物配比对复合材料导电性及光催化吸附性能的影响。结果表明,PANI与SnO2之间存在着化学键的结合,形成交联的孔状结构。复合材料兼具良好的导电性和较高的光催化吸附性能,掺杂30%SnO2纳米粒子时,复合材料的电导率为3.57 S/cm,相比于掺杂态聚苯胺提高了将近十倍,对萘酚绿B的吸附降解率达98%,且循环使用率较高(80%±6%)。     

纤维素接枝共聚物对Cu2+和Ni2+吸附性能的研究

以己内酯为单体,在绿色溶剂离子液体中对纤维素进行接枝改性。研究了改性纤维素对金属离子Cu2+、Ni 2+的吸附性能,考察了金属溶液初始质量浓度和温度对吸附效果的影响,对比了改性纤维素对Cu2+和Ni 2+的吸附效果,同时对Cu2+的吸附热力学进行了研究。结果表明,在温度为298K,时间为2h时,改性纤维素对Cu2+、Ni 2+的吸附量分别为133mg/g、40.4mg/g;Cu2+初始质量浓度的增加及温度的降低有利于吸附的进行;改性纤维素对Cu2+的静态等温吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温式,吸附过程是放热过程。     

钠基膨润土对废水中Ni2+,Cu2+的吸附效果

为了提高膨润土吸附废水中Ni2+,Cu2+的效果,对其改性制备了钠基膨润土,考察了吸附时间、废水pH值以及Ni2+和Cu2+初始浓度对自制钠基膨润土吸附Ni2+,Cu2+效果的影响,分析了吸附等温线,并探讨了吸附机理。结果表明:钠基膨润土对Ni2+,Cu2+都有较好的吸附性能;初始阶段(前10 min)吸附很快,之后随时间延长吸附量提高甚微;pH值为6.2时,处理后的水质即可达国家排放标准;随着Ni2+,Cu2+初始浓度增加,去除率先增加后降低,而吸附量迅速增加,Ni2+和Cu2+初始浓度分别为25 mg/L和40 mg/L时,钠基膨润土对Ni2+,Cu2+的去除率均可达98.6%;钠基膨润土对Ni2+,Cu2+的吸附等温线符合Freundlich吸附等温式。     

纳米Fe3O4及Fe3O4-SrFe12O19吸波复合材料的制备及性能

采用共沉淀法成功制备出具有超顺磁性的纳米Fe₃O₄, 并将Fe₃O₄与SrFe₁₂O₁₉复合制成复合吸波材料Fe₃O₄-SrFe₁₂O₁₉, 利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和矢量网络分析仪(PNA)对产物的物相、显微结构、磁性能和吸波性能进行了表征与分析。结果表明, 当Fe₃O₄与SrFe₁₂O₁₉质量比为1∶0.3时, Fe₃O₄-SrFe₁₂O₁₉饱和磁化强度为11.1 emu·g^-1, 矫顽力0.86 Oe, 剩余磁化强度0.08 emu·g^-1, 其吸波性能最佳, 最大吸收峰值为-17.7 dB,-5 dB频宽为1.3 GHz, 较Fe₃O₄和 SrFe₁₂O₁₉的最大吸收峰值分别提高247%和185%, 频带分别拓宽1.12 GHz和0.40 GHz。     

马来酸酐接枝棉短绒基气凝胶/Fe3O4磁性复合碳材料的制备及吸附性能研究

以棉短绒为原料,马来酸酐(MA)、双氧水接枝改性,制备了棉短绒基气凝胶,然后与纳米Fe₃O₄复合、碳化,合成了MA接枝棉短绒基气凝胶/Fe₃O₄磁性复合碳材料(MFCA-C)。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、热重分析仪、磁强计、比表面积及孔隙度分析仪对样品进行表征分析。以刚果红(CR)为模型污染物进行了吸附实验。结果表明,MFCA-C具有三维网状结构,比表面积为105m²/g,孔径介于2～50nm之间。吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。经过5次循环吸附,MFCA-C对CR的吸附率仍然达到了93.0%。     

MgO/Al2O3吸附剂对CO2静态吸附性能研究

采用等体积浸渍法制备MgO/Al2O3吸附剂。利用X光电子衍射(XRD)、氮气吸附、原位红外吸附等手段对材料的结构进行表征,通过静态吸附的方法对其吸附性能进行了测定。实验结果表明,所得到的MgO/Al2O3吸附剂,主要存在3个不同的碱性位,CO2吸附后主要是以碳酸氢盐、双齿碳酸盐和单齿碳酸盐的形式存在的。当MgO的负载量为10wt%时,其对CO2的吸附量是最大的。在30℃条件下,其对CO2的吸附量为54.1mg/g,随着温度的升高,吸附量有所降低,在100℃时,其对CO2的吸附量为31mg/g,吸附量的降低主要是由于碳酸盐的分解所致。     

可磁分离Fe3O4/g-C3N4复合材料的制备及其性能

为了利用Fe₃O₄的磁响应性及石墨相C₃N₄（g-C₃N₄）优良的光催化活性,首先采用高温热聚合法,以尿素为前驱体制备g-C₃N₄,然后采用水热法合成了可磁分离Fe₃O₄/g-C₃N₄复合材料。利用TEM、XRD、TGA、BET和振动样品磁强计（VSM）等多种测试手段表征分析Fe₃O₄/g-C₃N₄复合材料的形貌、晶型结构、比表面积、成分、饱和磁化强度等。通过模拟太阳光下Fe₃O₄/g-C₃N₄复合材料光催化吸附降解亚甲基蓝（MB）的实验,评价了Fe₃O₄/g-C₃N₄复合材料的吸附性能及光催化性能。结果表明,可磁分离Fe₃O₄/g-C₃N₄复合材料具有较大的比表面积,约为71.89 m²/g;且具有较好的磁性,饱和磁化强度为18.79 emu/g,可实现复合材料的分离回收;光照240 min时,Fe₃O₄/g-C₃N₄复合材料对MB的去除率为56.54%。所制备的Fe₃O₄/g-C₃N₄复合材料具有优良的吸附性能、光催化活性和磁性,并可通过外加磁场进行分离与回收。     

CaO/γ-Al2O3吸附剂吸附CO2的性能研究

采用浸渍法制备了以γ-Al2O3为载体的CaO/γ-Al2O3吸附剂,并在自制吸附剂评价装置上,研究了不同CaO负载量对CaO/γ-Al2O3吸附剂吸附性能的影响。利用XRD及BET对CaO/γ-Al2O3吸附剂的物相及结构进行了表征。实验结果表明,CaO/γ-Al2O3吸附剂对CO2有较好的吸附性能,并且CaO/γ-Al2O3吸附剂的比表面积、孔容随着CaO负载量的增大而减小。当CaO的负载量为25%(wt,下同)时,CaO/γ-Al2O3吸附剂的静吸附容量达到最大值,4.95mol/kg。     

甘油基Fe3O4磁流体制备及摩擦学性能研究

采用化学共沉淀法制备Fe₃O₄纳米粒子,用柠檬酸和油酸对粒子进行表面处理,配制成甘油基磁流体。通过场透射电镜、傅里叶红外光谱仪、紫外可见光分光光度计和四球摩擦磨损试验机测试,分别评价改性纳米粒子的尺寸和形貌、表面官能团、分散稳定性和摩擦学性能;采用扫描电子显微镜和光学显微镜对磨痕形貌进行分析。改性后的纳米粒子呈球形,含有少量方形颗粒,其中柠檬酸改性的粒子平均粒径为(9.6±0.19)nm,柠檬酸和油酸共同改性的粒子平均粒径为(9.8±0.16)nm;红外光谱图表明表面活性剂成功包覆在粒子表面;磁流体的吸光度在30 h内变化不大且趋于稳定,具有良好的分散稳定性;在一定浓度的磁流体润滑下,展现出优于甘油的减摩抗磨性能,其中0.3%磁流体综合减摩抗磨性能最好,摩擦系数降低了22.68%,磨斑直径最多降低了13.7%。一定浓度的磁流体通过形成吸附膜、沉积修复、微轴承和微切削的协同作用,可有效提高甘油的抗磨减磨性,且表面活性剂的类型对甘油基磁流体的摩擦学性能有影响。     

Y2O3:Eu3+纳米晶的制备及其光学性能研究

以NaOH,Y(NO3)3.6H2O和Eu(NO3)3.6H2O为前驱体,通过添加络合剂PEG-2000,采用水热法,成功地合成了Y2O3∶Eu3+纳米棒和纳米管,并采用先进的测试手段对其结构和性能进行了表征与测试。探讨了Y2O3∶Eu3+纳米棒和纳米管的生长机制,同时研究了Y2O3:Eu3+纳米晶的光致发光性能。研究结果表明,水热温度、反应时间、NaOH的添加量和PEG-2000对产物形貌有着非常重要的影响,所制备的材料具有Eu3+的特征红光发射,并在Eu3+的掺杂量为5%(摩尔分数)时样品发光最好。     

Er3+掺杂GdVO4纳米粒子的制备及发光性能研究

用水热法制备了Er3+掺杂GdVO4纳米荧光粉,通过X射线衍射(XRD)、荧光(FL)光谱、红外光谱仪(FTIR)对合成样品的结构和发光性能进行表征。探讨了焙烧温度、pH值以及络合剂对GdVO4∶Er3+纳米晶的结构和发光的影响。在760nm近红外光和380nm紫外光激发下激发样品,出现了较强的525nm、553nm特征绿光上转换和下转换发射。其中525nm和553nm分别来自于Er3+离子的2 H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2跃迁产生。     

Fe3O4负载Ti3C2Tx对Pb(Ⅱ)的吸附性能研究

Ti₃C₂T_x MXene材料具有二维层状结构及丰富的表面官能团,是一种非常有潜力的重金属离子吸附材料,但其层间距较小,且在水溶液中的稳定性较差。本工作探索了Ti₃C₂T_x的改性策略,提高其化学稳定性与离子吸附容量,利用一步水热方法制备出不同Fe₃O₄掺杂量的Fe₃O₄-Ti₃C₂T_x(FeMX)复合吸附剂材料。研究结果表明：FeMX吸附剂对Pb(Ⅱ)的理论饱和吸附量可达到210.54 mg/g。研究进一步揭示了FeMX材料对Pb(Ⅱ)离子的吸附机理,Fe₃O₄纳米颗粒均匀分散、插层在Ti₃C₂T_x纳米片层间,有效增加了Ti₃C₂T_x     

Fe3O4/GO/CeO2复合纳米材料的制备及其对水中亚甲基蓝吸附性能研究

首先通过溶剂热法制备Fe₃O₄纳米颗粒,再通过离子强度调控法制备磁性氧化石墨烯(Fe₃O₄/GO),最后用共沉淀法制得Fe₃O₄/GO/CeO₂复合纳米材料,并用扫描电镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDX)、X射线衍射(XRD)等技术对其进行表征。结果表明：Fe₃O₄纳米颗粒与CeO₂纳米颗粒均匀地分散在GO上。研究了Fe₃O₄/GO/CeO₂复合纳米材料对亚甲基蓝染料的吸附性能,并考察了不同因素对吸附性能的影响。由于Fe₃O₄纳米颗粒有着磁性的性质,易回收分离,具有再生利用性能。吸附实验结果表明：Fe₃O₄/GO/CeO₂复合纳米材料循环5次后对亚甲基蓝的吸附率仍在95%以上。因此,Fe     

亲水性磁性Fe3O4复合微球的制备及其对亚甲基蓝吸附的性能研究

采用甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸的混合微乳液经悬浮聚合法一步制备出含—COO^-的亲水性磁性Fe₃O₄复合微球。对样品的形貌和结构进行表征,研究了pH、温度、亚甲基蓝(MB)初始质量浓度及吸附时间对复合微球吸附率的影响。结果表明：磁性复合微球粒径约300nm,有效磁含量约85%,表面Zeta电位约为-47.53mV,在水中具有良好的分散性和超顺磁性,能够对水体中的MB进行吸附分离;吸附行为符合准二级动力学方程,有效吸附的pH范围较宽,受环境温度影响较小,对初始质量浓度为10mg/L的MB吸附效率可达98.75%,吸附速率常数随MB初始质量浓度升高而减小,最大吸附量约为91mg/g,重复利用5次吸附率均超过91%。     

复合吸附剂CaCl2/MWNT低湿环境下吸附性能的实验研究

以碾磨法配制了一种由氯化钙(CaCl_2)与多壁碳纳米管(MWNT)组成的复合吸附剂,测得3种不同配比复合吸附剂样品(氯化钙质量含量分别为40%、50%、55.6%)在低湿度情况下的吸附情况。分析结果表明,随着湿度升高,复合吸附剂吸附速度越快,平衡吸附量越高;但在低湿度情况下(25℃、相对湿度35%),当氯化钙含量达到50%及以上时,由于复合吸附剂外表面氯化钙吸水形成带结晶水的氯化钙晶体从而影响水蒸气向内表面扩散过程,导致吸附剂吸附速度降低。     

棒状结构NaGdF4:Yb3+,Er3+上转换发光性能的研究

以乙二胺四乙酸二钠(EDTD-2Na)为螯合剂,采用水热法合成了棒状结构的NaGdF₄:Yb³⁺,Er³⁺纳米粉末。分别借助X射线衍射(XRD)、荧光光谱仪(PL)和扫描显微镜(SEM)对其晶体结构、发光强度和表面形貌进行分析和表征。探究了稀土前驱体、水热温度和水热时间的实验条件对NaGdF₄:Yb³⁺,Er³⁺纳米粉末上转换发光强度的影响;研究了氟源和钠源对NaGdF₄:Yb³⁺,Er³⁺晶体形貌和上转换发光强度的改善;同时,采用煅烧处理的方法,进一步探究样品的形貌和发光强度收到的影响。实验结果表明NH₄F与NaOH作为氟源和钠源及200℃煅烧1 h得到的棒状结构NaGdF₄:Yb³⁺,Er³⁺的发光强度最好,色坐标(CIE)绿色发光强度从84%提升到94.88%。