生物炭载铁锰氧化物催化H_2O_2氧化含油废水

以猪粪生物炭(PB)为载体,采用浸渍法分别负载铁/锰氧化物制备生物炭催化剂,将催化剂与双氧水联合处理含油废水,考察了制备时负载物含量、催化剂用量、双氧水量和溶液pH等因素对处理含油废水的影响。采用X射线衍射、扫描电镜、比表面积和傅里叶红外光谱对催化剂进行表征。结果表明,生物炭催化剂催化H_2O_2氧化含油废水的效果比单独使用催化剂和单独使用H_2O_2好,载铁催化剂(Fe_2O_3/PB)催化氧化含油废水的性能优于载锰催化剂(MnO_x/PB),当Fe_2O_3/PB用量为1 g/L、双氧水用量为0. 6 m L/L、反应时间5 h、反应温度30℃的优化条件下,含油废水COD去除率达到99.32%。     

磁性Fe3O4/ZnO-BC光催化复合材料制备及对氨氮去除研究

通过共沉淀法制备Fe_3O_4/ZnO-BC复合材料,采用XRD、 UV-Vis、 TEM、 SEM等对材料进行了表征,结果表明:ZnO与Fe_3O_4形成核壳结构,并均匀分散于生物炭(BC)表面,复合材料同时存在Fe_3O_4和ZnO的晶相,Fe_3O_4/ZnO相比纯ZnO呈现更强的光吸收特性。考察了复合材料对水体中氨氮的去除能力,探究Fe_3O_4和ZnO物质的量比、 Fe_3O_4/ZnO与BC质量比、 pH值、催化剂投加量等因素对氨氮去除效果的影响。结果显示,当Fe_3O_4和ZnO物质的量比为1∶5, Fe_3O_4/ZnO与BC质量比为1∶1.5, pH值为11,催化剂投加量为3 g/L,废水体积为30mL,氨氮质量浓度为50 mg/L时,氨氮的去除率达到80%左右。复合材料可利用磁性简便回收,重复3次仍有良好的氨氮降解能力。     

Fe_3O_4/纤维素磁性纳米材料对亚甲基蓝的吸附性能研究

以纤维素和氯化亚铁为主要原料,制备了一种新型的磁性纳米复合材料,用于吸附水溶液中的亚甲基蓝,探索了Fe_3O_4与纤维素的质量比、反应时间、吸附剂用量、亚甲基蓝初始浓度等对材料吸附性能的影响。结果表明,Fe_3O_4/纤维素复合材料吸附亚甲基蓝的最佳条件为:2 mL初始浓度10 mg/L的亚甲基蓝废水,Fe_3O_4/纤维素质量比为1∶8,吸附剂用量为8 mg,吸附反应时间为10 min。在此条件下,Fe_3O_4/纤维素复合材料对亚甲基蓝的去除率可达91%。Fe_3O_4/纤维素复合材料吸附亚甲基蓝的过程符合Langmuir模型。该新型复合材料的吸附性能和磁性能有力的结合,使其具有易分离、易回收且能够循环利用的特点。同时,该材料制作成本低、适宜大规模生产。     

Fe_3O_4/纤维素磁性纳米材料对亚甲基蓝的吸附性能研究

以纤维素和氯化亚铁为主要原料,制备了一种新型的磁性纳米复合材料,用于吸附水溶液中的亚甲基蓝,探索了Fe_3O_4与纤维素的质量比、反应时间、吸附剂用量、亚甲基蓝初始浓度等对材料吸附性能的影响。结果表明,Fe_3O_4/纤维素复合材料吸附亚甲基蓝的最佳条件为:2 mL初始浓度10 mg/L的亚甲基蓝废水,Fe_3O_4/纤维素质量比为1∶8,吸附剂用量为8 mg,吸附反应时间为10 min。在此条件下,Fe_3O_4/纤维素复合材料对亚甲基蓝的去除率可达91%。Fe_3O_4/纤维素复合材料吸附亚甲基蓝的过程符合Langmuir模型。该新型复合材料的吸附性能和磁性能有力的结合,使其具有易分离、易回收且能够循环利用的特点。同时,该材料制作成本低、适宜大规模生产。     

新型磁性纳米功能材料Fe_3O_4@g-C_3N_4的制备及其吸附铀的性能研究

利用沉积还原法制备了一种新型磁性功能纳米吸附材料Fe_3O_4@g-C_3N_4并应用于铀的吸附性实验中,获得了较好的吸附性能评价。表征方法表明,材料g-C_3N_4包裹在磁性Fe_3O_4纳米粒子的外部,其吸附材料物理组织结构得到提升,吸附铀的性能较好。吸附实验表明,在质量浓度为140mg/L的铀标准溶液中,最佳的pH值为10,最佳的吸附剂投入量为6.5mg,最佳吸附时间为150min,最大吸附量可达352.1mg/g,最佳吸附率可达到90%以上。     

磁性改性焦炭类Fenton催化剂的制备及表征

以焦炭为原料,KOH为活化剂制备改性焦炭。采用原位氧化沉淀法制备磁性Fe_3O_4/改性焦炭催化剂,利用BET、SEM、FTIR、XRD和VSM对样品进行表征,并研究其降解罗丹明B的性能。结果表明,经过三因素三水平正交试验获得最佳比表面积为298 m2/g的改性焦炭,三因素对催化剂催化性能影响程度依次为:碱炭比(KOH与焦炭的质量比)活化温度活化时间。磁性Fe_3O_4/改性焦炭催化剂中Fe_3O_4最佳负载量为40%,具有超顺磁性,易于磁分离。在催化剂质量浓度为1.0 g/L、H_2O_2初始浓度为50 mmol/L、pH为3.0、温度为25℃的条件下,该催化剂对罗丹明B降解符合拟一级反应,降解100 min后去除率达到96%以上。改性焦炭与Fe_3O_4之间存在协同作用,可促进对罗丹明B的降解。     

pH敏感型纳米粒子的制备及其对含油污水的净化

首先采用共同沉淀法制备了Fe_3O_4磁性纳米粒子,再通过正硅酸四乙酯水解包覆在其表面形成SiO_2壳层,最后将硅烷偶联剂KH-550在Fe_3O_4@SiO_2上进行接枝改性,得到了表面氨基功能化的磁性纳米粒子(A-MNPs)。通过TEM、FTIR、VSM对纳米粒子的微观形貌、化学组成、磁学性能进行了测试,并将其应用于油田含油污水的净化处理。结果显示:表面氨基化的结构使A-MNPs具有pH敏感性,因此可通过改变pH实现A-MNPs的重复使用,当pH=4时A-MNPs达到最佳除油效果。当A-MNPs浓度为200 mg/L时便可将模拟含油污水透光度提高到99.4%;500mg/L的A-MNPs重复使用10次后仍可使净化后含油污水的透光度保持在80%以上;A-MNPs对由不同浓度的氯化钠、高岭土、乳化油、部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)组成的多种模拟污水也有较好的净化效果,375 mg/L的A-MNPs可使含油质量浓度10 g/L复杂模拟污水透光度达到86.5%以上。     

新型油田污水除油剂的制备及性能研究

采用共沉淀法合成出Fe_3O_4/氧化石墨烯(GO)纳米复合材料,然后通过静电作用将聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)修饰在Fe_3O_4/GO表面,制备出一种新型除油剂PDDA/Fe3O4/GO,并考察了Fe3O4与GO配比、p H、温度、反应时间和除油剂投加量等因素对除油效果的影响。实验结果表明:PDDA/Fe_3O_4/GO不仅除油性能良好,而且除油速度快;在室温20℃、反应时间10 min、投加质量浓度为300 mg/L的条件下,可将油田污水中的油降至50 mg/L以下。该除油剂具有制备方法简单、除油速度快、易于操作、可重复利用等特点,为油田污水处理提供了一种新的研究思路。     

强界面活性聚季铵盐清水剂的合成及性能评价

以Fe SO_4·7H_2O和Fe Cl_3·6H_2O为原料合成纳米级Fe_3O_4,再依次与硅酸钠、3-氨丙基三乙氧基硅烷进行包覆,合成纳米磁性氧化铁即Fe_3O_4-Si O_2-NH_2,最后通过聚季铵盐与纳米Fe_3O_4-Si O_2-NH_2进行化学反应包覆负载,合成强界面活性磁性聚季铵盐清水剂,并用于处理油田含聚污水,结果表明,在p H=7,温度为60℃,停留时间10 min,强界面活性聚季铵盐清水剂投加质量浓度为250 mg/L的条件下,含聚污水的除油率为90%,处理后含油悬浮物凝结上浮速度快。     

亚麻刺盘孢表面磁纳米修饰及其羟化去氢表雄酮

以阳离子聚电解质聚烯丙基胺盐酸盐(PAAH)对共沉淀法制备的Fe_3O_4磁性纳米颗粒进行包裹,再以此对亚麻刺盘孢Colletotrichum lini ST-1进行表面修饰,制备具有磁性的菌体复合物。通过SEM、XRD、VSM和zeta电位分析表明,PAAH修饰的Fe_3O_4能够稳定均一地结合在C.lini ST-1菌体表面,形成的磁性复合物具有超顺磁性,可利用外加磁场对菌体进行回收。本研究利用该磁性复合物对去氢表雄酮(DHEA)进行生物羟化,制备三羟基雄甾烯酮(7α,15α-di OH-DHEA),通过回收菌体完成了4个批次的转化,产物7α,15α-di OH-DHEA的浓度为10.83g/L,约为游离菌体转化效果的3倍。     

磁性生物炭对镉、砷的吸附效果研究

用Fe_3O_4对谷壳生物炭进行改性得到磁性生物炭。利用SEM、XRD对磁性生物炭进行表征,并通过响应面优化和共吸附实验探究该生物炭在共吸附系统中对As~(3+)和Cd~(2+)的吸附性能。结果表明,在pH为5.0、镉(砷)初始质量浓度分别为10 mg/L、吸附剂质量浓度为1 g/L时,镉和砷去除率达到最大。在共吸附实验中,As~(3+)和Cd~(2+)共存时,Cd~(2+)质量浓度大于20 mg/L时会抑制生物炭对As~(3+)的吸附,10 mg/L As~(3+)与生物炭达到平衡后可以使50 mg/L Cd~(2+)的吸附量由17.44 mg/g增加到31.91 mg/g,说明砷和镉之间存在协同作用,该协同作用是由于镉、砷与四氧化三铁形成了B型三元表面配合物,增大了镉的吸附量。     

Fe_3O_4纳米颗粒在含油污水处理中的应用

采用化学共沉淀法制备Fe_3O_4纳米颗粒,并对其组成和形貌进行了表征。结果表明:Fe_3O_4颗粒近似球形,粒径20 nm,呈立方晶型。在磁场作用下,200 mg/L的Fe_3O_4与150 mg/L的阳离子破乳剂LY复配使用,使模拟含油污水中的油由413.4 mg/L降至27.4 mg/L,除油率达到93.3%。Zeta电位测试表明,Fe_3O_4与LY复配可中和油滴表面电荷。Fe_3O_4用乙醇、去离子水超声水洗再生,重复使用3次,其除油率仍在60%以上。     

负载型固体碱催化剂制备生物柴油

采用原位沉淀法合成磁性纳米固体碱催化剂CaCO_3/Fe_3O_4和ZnO/Fe_3O_4,考察了催化剂制备过中Fe_3O_4的掺杂量对催化剂性能的影响,确定CaCO_3/Fe_3O_4最佳掺杂量为7∶1。将制备的纳米磁性固体碱催化剂用于催化菜籽油与甲醇酯交换反应制备生物柴油,实验结果表明,CaCO_3/Fe_3O_4可有效提高生物柴油产率,具有较高的催化活性。实验研究了制备生物柴油的反应时间和反应温度对酯化率的影响,确定最佳反应时间为3 h,最佳反应温度为65℃。     

FeS和铁氧化物/荞麦壳基多孔炭的制备及其Cr(Ⅵ)脱除性能研究

以农业废弃物荞麦壳与硫酸亚铁为原料,通过原位炭化还原法一步制备复合多孔炭材料。采用XRD、SEM等表征手段,考察了所得材料的物化性能。考察硫酸亚铁浓度、炭化温度和Cr(Ⅵ)水溶液pH值对Cr(Ⅵ)去除性能的影响。结果表明,制备的样品为负载FeS/Fe_2O_3/Fe_3O_4的无定形多孔炭。样品在pH=2时表现出优良的Cr(Ⅵ)去除性能;在相同pH值的Cr (Ⅵ)溶液中,浸渍荞麦壳粉的FeSO_4浓度越高、样品焙烧温度越高,所得FeS/Fe_2O_3/Fe_3O_4荞麦壳基多孔炭对Cr(Ⅵ)去除量越大。     

FeS和铁氧化物/荞麦壳基多孔炭的制备及其Cr(Ⅵ)脱除性能研究

以农业废弃物荞麦壳与硫酸亚铁为原料,通过原位炭化还原法一步制备复合多孔炭材料。采用XRD、SEM等表征手段,考察了所得材料的物化性能。考察硫酸亚铁浓度、炭化温度和Cr(Ⅵ)水溶液pH值对Cr(Ⅵ)去除性能的影响。结果表明,制备的样品为负载FeS/Fe_2O_3/Fe_3O_4的无定形多孔炭。样品在pH=2时表现出优良的Cr(Ⅵ)去除性能;在相同pH值的Cr (Ⅵ)溶液中,浸渍荞麦壳粉的FeSO_4浓度越高、样品焙烧温度越高,所得FeS/Fe_2O_3/Fe_3O_4荞麦壳基多孔炭对Cr(Ⅵ)去除量越大。     

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。     

膨润土/Fe_3O_4/Fe~0复合催化剂的制备及其催化性能

采用氧化共沉淀法制备膨润土/Fe_3O_4/Fe~0新型复合催化剂,并将其作为非均相类Fenton催化剂应用于高效氟氯氰菊酯农药模拟废水的降解。SEM、TEM、XRD和VSM等的表征结果显示,制备的催化剂Fe_3O_4与Fe~0结构稳定,有较好的磁性,便于回收利用。降解实验结果表明,对于100 mL模拟废水,在m(Fe~0)∶m(Fe_3O_4)=0.8,初始溶液p H=3.0,30%H_2O_2投加量为0.25 mL,催化剂投加量为0.40 g,反应时间为40 min的条件下,COD去除率为73.41%。膨润土/Fe_3O_4/Fe~0是一种稳定的新型催化剂,重复利用性能优良。     

Fe_3O_4@MOF纳米复合材料高效催化降解废水中罗丹明B

通过共沉淀法分步合成Fe_3O_4/Cu_3(BTC)_2金属有机骨架(MOF)纳米复合材料,并对材料进行了傅里叶红外光谱、X射线衍射、透射电镜和磁化强度表征。结果表明,复合纳米材料具有较好的晶形和磁性,易于分离。在初始溶液pH为5.6、反应温度为40℃、H_2O_2浓度为0.1 mol/L时,0.2 g/L Fe_3O_4/Cu_3(BTC)_2复合纳米材料对质量浓度10mg/L的RhB的脱色率大于98.8%。通过猝灭实验,提出·OH自由基是参与催化降解反应的主要活性中间体。基于经济、高效的催化降解能力和易于分离,Fe_3O_4/Cu_3(BTC)_2MOF材料可用于染料废水中RhB的催化降解去除。     

生物炭复合吸附剂处理含油废水效能机制研究

以生物炭为载体负载壳聚糖、磁性纳米Fe₃O₄制备了一种生物炭负载纳米Fe₃O₄新型吸附剂，考察了其吸附性能及可再生性能。结果表明，在pH为7、温度为30℃、吸附剂投加质量为0.4 g时反应120 min, COD、油、浊度的去除率分别为83.34%、92.21%和97.82%,达到回注水标准。吸附剂经过5次再生后对废水仍有较好的去除效率。新型生物炭复合吸附剂对含油废水有很好的吸附效果，且其优越的再生性可以有效地节约成本。     

纳米复合絮凝剂的制备及其除油性能研究

将生物技术引入聚合硫酸铁的生产过程,制备出生物聚合铁。为强化生物聚合铁的除油性能,制备了纳米四氧化三铁和超细粉体三氧化二铁,分别考察了两者与生物聚合铁联合应用时的除油性能。结果表明复合絮凝剂对含油废水的处理效果均优于单独使用生物聚合铁时的处理效果,且纳米四氧化三铁与生物聚合铁复合絮凝剂处理含油废水的效果优于三氧化二铁超细粉体与生物聚合铁复合絮凝剂的处理效果。处理微量含油废水时三氧化二铁超细粉体最佳加药量为3mg/L,纳米四氧化三铁最佳加药量为2mg/L,最高除油率可达94.8%。