超重力法制备CNT负载MnFe2O4纳米材料及吸附Pb(II)应用

为改善MnFe2O4纳米颗粒在实际应用中的团聚问题，结合多壁碳纳米管(CNT)原位负载，提出超重力法制备CNT负载MnFe2O4纳米材料(MnFe2O4/CNT)。以典型的重金属污染Pb(II)作为研究对象，对其吸附性能进行研究。首先考察了MnFe2O4负载量对Pb(II)吸附容量的影响，确定最佳MnFe2O4负载量为83.3wt%。采用XRD, SEM, N2吸附-脱附比表面分析仪和VSM对最佳MnFe2O4负载量条件下的MnFe2O4/CNT进行表征。MnFe2O4/CNT展现出优异的磁性，其饱和磁化强度为35.85 emu/g，因而可应用于水体中污染物的磁性分离。吸附实验结果表明在初始Pb(II)浓度300 mg/L和溶液pH=6的条件下，Pb(II)在MnFe2O4/CNT上180 min达到吸附平衡，吸附平衡容量为80.7 mg/g，远高于单独的CNT (28.4 mg/g)。动力学研究表明Pb(II)在MnFe2O4/CNT上的吸附符合Elvoch动力学模型，说明吸附机理中存在化学吸附。Freundlich等温线模型能够很好地描述Pb(II)在MnFe2O4/CNT上的吸附过程，其代表发生在非均匀表面的多分子层吸附。另外，吸附等温线实验中获得的MnFe2O4/CNT最大吸附容量为106.2 mg/g，展现出了对重金属Pb(II)优异的吸附性能，在去除溶液中重金属中具有较大的应用潜力。根据X射线光电子能谱分析，表明吸附机理涉及到Pb(II)与MnFe2O4表面羟基的络合。     

错流旋转填料床的质、热同传性能及传热机理研究

为了研究错流旋转填料床的质、热同传性能,采用热空气-氨水体系,考察了进气温度T、超重力因子β、液体喷淋密度q和气速u对错流旋转填料床传热性能的影响,在相同实验条件下对比了丝网填料和乱堆填料的传热性能。研究结果表明：气相体积传质系数k_ya_e、体积传热系数(Ua)_s随进气温度、超重力因子、气速、液体喷淋密度的增大而增大;传热效率ε、传热面积A随超重力因子、气速、液体喷淋密度的增大而增大;传热系数K随超重力因子、气速、液体喷淋密度的增大几乎不变,从而揭示了错流旋转填料床强化气液直接传热的机理是通过提高传热面积进而提高体积传热系数,而不是显著提高传热系数。在相同条件下,以丝网为填料时k_ya_e和(Ua)_s分别是乱堆填料的1.09~1.63倍和1.24~3.53倍。