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。     

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磁性纳米氧化石墨烯制备及对汞(II)的吸附

为改善氧化石墨烯(GO)对水中重金属汞的吸附性能,采用改进的Hummers及共沉淀方法原位合成出磁性氧化石墨烯(MGO)复合材料,通过扫描电镜、透射电镜、X射线能谱仪、比表面分析仪、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、Zeta电位和磁强计等进行了表征,研究了MGO对水中Hg(II)的吸附时的各项参数,用4种动力学模型、2种吸附等温模型以及热力学模型进行了拟合。结果表明,MGO的BET高达741.3 m~2/g,相比GO的BET增加了43.7%;在温度320 K和p H为8.0时,MGO对Hg(II)的Langmuir吸附容量可达63.7 mg/g,吸附后的材料易于固液分离;MGO对Hg(II)的吸附过程是吸热和自发的,受颗粒内扩散过程的影响,并涉及部分化学吸附,符合Langmuir和准2级动力学模型。     

Fe_3O_4@MnO_2核-壳纳米片吸附去除水中AO7的特性研究

染料属于一类难降解的有机污染物。采用振荡平衡法研究Fe_3O_4@MnO_2核-壳纳米片对酸性橙7(AO7)的吸附特征。采用4种吸附动力学模型拟合Fe_3O_4@MnO_2核-壳纳米片吸附AO7的动力学曲线,结果表明,准二级动力学模型拟合效果最好,发现AO7吸附到Fe_3O_4@MnO_2核-壳纳米片上的限制因素是反应速率和扩散方式。采用3种吸附等温模型拟合Fe_3O_4@MnO_2核-壳纳米片吸附AO7的等温曲线,结果表明,Langmuir模型拟合效果最好,在303 K时的饱和吸附容量为218.11 mg/g,并且吸附容量随着温度的升高而增大,高温下更有利于AO7的吸附。热力学实验结果表明,Fe_3O_4@MnO_2核-壳纳米片吸附AO7是自发进行的放热反应,吸附过程为物理吸附,且向着系统熵增的方向进行。     

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。     

β-环糊精修饰磁性氧化石墨烯对酸性红R的吸附

利用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),并结合原位沉淀法合成了一种复合吸附材料β-环糊精修饰磁性氧化石墨烯(Fe_3O_4@GO/β-CD),用SEM、TEM、FTIR、激光粒度分析仪、比表面积测定仪(BET)和磁强计对Fe_3O_4@GO/β-CD进行了表征和测定,结果表明:合成的Fe_3O_4@GO/β-CD平均粒径为460nm,比表面积为252.3m~2/g,饱和磁化强度为73.5emu/g。Fe_3O_4@GO/β-CD对酸性红R的吸附是一个准二级动力学过程,其准二级反应速率常数为5.18*10–3 g/(mg·min),吸附等温线较好地符合Langmuir模型,在pH=3.0时对酸性红R的最大吸附量为228.31 mg/g。     

磁性氧化石墨烯对水溶液中铀（VI）的吸附性能研究

采用FeCl3作为磁流体制备磁性氧化石墨烯.考察了溶液pH值、溶液初始浓度、吸附温度和吸附时间对磁性氧化石墨烯吸附铀（Ⅵ）性能的影响,并探讨了吸附热力学、等温吸附性能和动力学.结果表明：磁性氧化石墨烯吸附铀（Ⅵ）的最佳pH值为7.0,吸附平衡时间为180min,298K时饱和吸附容量为113.27 mg/g.吸附行为符合Langmuir等温吸附模型和准二级吸附动力学模型,即表明吸附主要是受化学作用控制.     

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。     

表面活化磁性炭微球的制备及其吸附性能

以葡萄糖和葡萄糖酸亚铁为前驱体、以氯化锌为表面活化剂,在前期水热条件下以及后期氮气保护的高温条件下制备出表面活化磁性炭微球(AMCMs),并研究了该材料对水中磺胺甲噁唑(SMX)的吸附性能。结果表明,平均粒径约4μm的AMCMs分散性良好,比表面积高达1 419 m~2/g,磁性四氧化三铁(Fe_3O_4)颗粒均匀地分散在整个炭微球中,粒径约为15~25 nm,并且Fe_3O_4表面被石墨化碳包覆,该包覆层既防止了Fe_3O_4颗粒的团聚,同时也保护其免受外界环境影响;AMCMs对SMX的吸附动力学遵循拟2级动力学模型,其对SMX的吸附行为与Langmuir吸附模型拟合更优。AMCMs在重复利用5次之后对SMX的吸附容量仍能达到首次使用吸附容量的82%。     

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。     

新型磁性氧化石墨烯的制备及其对Cd~(2+)的吸附性能

通过对改良Hummers法制备的氧化石墨烯(GO)进行磁性负载得到一种磁性氧化石墨烯(MGO),并通过β-环糊精改性制备了一种功能化磁性氧化石墨烯(MGO/CD),研究了MGO/CD对水体中Cd~(2+)的吸附性能。通过形貌表征可以看出,GO被成功磁性负载,并接枝上了β-环糊精;磁强振动仪测试表明,MGO/CD的饱和磁化强度达到67. 55 emu/g,吸附材料的磁性能良好。吸附实验表明,在温度为303 K,吸附量随着pH的升高而增大,最高可达到193. 8 mg/g,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型与准二级动力学模型。外加磁场分离并重复利用5次,MGO/CD的吸附率依然稳定在93%以上,是一种对Cd~(2+)吸附性能优良的吸附剂。     

TiO2@Fe3O4的制备及对砷的去除性能

采用溶剂热法制备了Fe_3O_4包覆的TiO_2纳米复合材料TiO_2@Fe_3O_4,并研究其对砷的吸附去除及光催化氧化效果。扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)的形貌表征表明Fe_3O_4均匀地包覆在TiO_2表面。采用Langmuir方程和Freundlich方程对吸附等温线进行拟合,结果表明吸附等温线更符合Langmuir模型。TiO_2@Fe_3O_4复合材料对As(Ⅲ)和As(V)均具有很好的吸附性能,吸附容量分别为303 mg/g和125 mg/g。光催化试验表明羟基自由基的产生促进了光催化氧化效果。该材料可以有效去除水体中的砷并且在使用后可用磁性分离的方式快速分离回收。TiO_2@Fe_3O_4复合材料经2次再生后与第1次使用相比,对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的去除率分别减少9.3%和6.9%,但仍分别达到77.9%和80.5%,显示了一定的实用性。     

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。     

磁性纳米Fe3O4的制备及其对Cr6+的吸附

采用共沉淀法制备磁性纳米Fe_3O_4,利用TEM、FT-IR、XRD和BET对制备的材料进行表征,并研究磁性纳米Fe_3O_4对Cr~(6+)的吸附去除效果。结果表明,磁性纳米Fe_3O_4成功制备。磁性纳米Fe_3O_4对Cr~(6+)的吸附动力学可以用准一级动力学方程描述,60 min达吸附平衡,以物理吸附为主,平衡吸附量为8.182 mg/g。磁性纳米Fe_3O_4对Cr~(6+)的吸附热力学可以用Langmuir等温模型描述,最大吸附量为7.235 mg/g。此外,溶液中Cr~(6+)初始浓度增加,平衡吸附量先快速增加后缓慢增加。初始浓度低时,不同温度平衡吸附量线性增加;初始浓度高时,温度越高,平衡吸附量越大。溶液pH增加,平衡吸附量先增加后减少;溶液中阳离子种类和浓度对磁性纳米Fe_3O_4对Cr~(6+)的吸附有一定的影响。     

碳包裹磁性颗粒对离子液体的吸附研究

以Fe_3O_4为载体,通过浓硫酸蔗糖碳化法制备出Fe_3O_4/C复合材料,并通过X射线粉末衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对磁性复合材料进行表征,考察了其对水中5种咪唑离子液体的吸附性能。结果表明,Fe_3O_4/C可以有效脱除水中的离子液体,其饱和吸附容量为0.31~0.41 mmol/g,随着离子液体烷基链的增长,吸附容量增加;吸附过程符合准二级动力学及Langmuir模型。Fe_3O_4/C经硫酸或丙酮溶液解吸之后可以多次重复利用。     

二乙烯三胺改性磁性氧化石墨烯复合材料的镉离子吸附性能

以二乙烯三胺(DETA)、氧化石墨烯(GO)及共沉淀法制备的四氧化三铁(Fe_3O_4)为原料,通过原位聚合法制得二乙烯三胺改性磁性氧化石墨烯复合材料(DETA-mGO)。通过透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)等对DETA-mGO进行了表征,并研究了它吸附水中Cd(Ⅱ)离子的行为。结果表明:DETA-mGO的饱和磁化强度为28.5 emu/g;DETA改性大幅提高了DETA-mGO对Cd(Ⅱ)的吸附量,其吸附量高达114.5 mg/g。DETA-mGO吸附动力学基本符合准二阶模型,吸附速率主要由化学吸附阶段控制。其吸附等温线与Langmuir吸附等温线更吻合,吸附过程主要是单分子层的化学吸附。     

磁性石墨烯对铀的吸附性能研究

利用氧化石墨烯和Fe Cl3·6H2O制备了磁性氧化铁材料(GNs-Fe3O4),并利用扫描电镜进行了形貌表征。将材料用于铀(VI)离子的吸附,研究了溶液p H值,吸附时间,铀(VI)溶液初始浓度和温度对吸附效果的影响。研究表明,GNs-Fe3O4对铀(VI)吸附的最佳p H值为5.5,3h达到吸附平衡,材料对铀(VI)的最大饱和吸附量为72mg/g。吸附符合准二级动力学模型,表明吸附行为受化学作用控制,吸附过程可用Langmuir等温式描述。     

碳包裹磁性颗粒对离子液体的吸附研究

以Fe_3O_4为载体,通过浓硫酸蔗糖碳化法制备出Fe_3O_4/C复合材料,并通过X射线粉末衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对磁性复合材料进行表征,考察了其对水中5种咪唑离子液体的吸附性能。结果表明,Fe_3O_4/C可以有效脱除水中的离子液体,其饱和吸附容量为0.31⁰.41 mmol/g,随着离子液体烷基链的增长,吸附容量增加;吸附过程符合准二级动力学及Langmuir模型。Fe_3O_4/C经硫酸或丙酮溶液解吸之后可以多次重复利用。     

硅烷偶联剂改性埃洛石/Fe_3O_4复合材料的制备及对Sb~(5+)的去除

通过原位沉淀法合成埃洛石-四氧化三铁(HNTs-Fe_3O_4),分别采用4种不同的硅烷偶联剂对其进行表面改性制备4种不同的吸附剂,对KH-108改性后的材料进行了结构表征,并对其在不同影响因素下对水溶液中5价锑的吸附效果进行了研究。结果表明,埃洛石已经被成功改性,其中3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷(KH-108)改性的HNTs/Fe_3O_4对水体中的Sb~(5+)具有最好的吸附效果。优化吸附p H为3,该吸附过程可以用准2级动力学和Langmuir方程进行很好的拟合,主要吸附机理是Sb~(5+)在吸附剂表面形成了内层络合物。