去除水中腐殖酸的磁性焙烧态类水滑石制备与表征

采用共沉淀法一步合成系列类水滑石负载磁性粒子的颗粒,经煅烧得到磁性焙烧产物。利用焙烧产物吸附水中腐殖酸,得到磁性焙烧态锌铝类水滑石去除腐殖酸效果较好。考察了磁性焙烧态锌铝类水滑石制备条件对腐殖酸去除效果的影响,通过正交试验优化了制备条件。静态吸附实验表明:吸附剂投加量0.2 g/L,30 min内20mg/L腐殖酸去除率为97.96%。X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、热重-差热(TG-DSC)和比表面积(SSA)表征结果表明:一定量的磁性基质掺入并没有破坏锌铝类水滑石典型的层状结构;焙烧态产物为氧化物,磁性保持良好;比表面积达80.00 m^2/g。磁性焙烧态锌铝类水滑石在水中因"记忆效应"而结构重建通过表面吸附和腐殖酸结构中小尺寸的官能团插层快速去除腐殖酸。

磁性铁氧化物修饰碳纳米管去除水中红霉素的研究

通过化学共沉淀法制备铁氧化物修饰的多壁碳纳米管(MWCNTs)用于去除水中红霉素,对铁氧化物修饰的多壁碳纳米管(MWCNTs)进行X-射线衍射分析与磁强测定,研究去除红霉素的效果及影响效果的因素,探讨吸附动力学、热力学与吸附机理。结果表明:铁氧化物为磁性的Fe_3O_4和γ-Fe_2O_3,磁性良好,可从水中通过磁分离回收。磁性铁氧化物修饰后显著提高MWCNTs对红霉素的去除效果,对于红霉素初始浓度为20 mg/L,0.5 g/L磁性的MWCNTs 30 min红霉素去除率达到87.23%。红霉素去除率随吸附剂投加量的增大而增大,随红霉素初始浓度的增大而下降,随p H值的提高而略有增大。吸附过程遵循拟二级动力学模型和Langmuir吸附等温方程,是以物理吸附为主,化学吸附为辅的吸热反应。吸附红霉素的磁性MWCNTs通过微波辐射可实现再生循环使用,具有应用前景。

钙锰修饰磁性碳纳米管的制备与表征

通过化学共沉淀法制备钙锰修饰的磁性碳纳米管复合材料,将其用于吸附去除水中腐殖酸(HA)并再生重复使用。研究了制备条件中钙、锰在磁性碳纳米管上负载的顺序,锰、钙配比对吸附及再生的影响,通过正交试验对制备条件进行优化。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、比表面积(SSA)及振动样品磁强(VSM)对材料表征。结果表明,复合材料上成功负载磁性铁氧化物、MnO2和CaCO3。比表面积为171.73 m^2/g,饱和磁化强度为13.27 emu/g。对于20 mg/L HA,材料投加量0.75 g/L,30 min HA去除率为88.11%,微波辐照10 min再生率为100.26%。钙锰修饰的磁性碳纳米管是一种具有良好HA去除效果又能高效微波再生的有潜在应用前景的水处理纳米材料。

掺杂MnO2的载钙磁性碳纳米管微波再生研究

载钙磁性碳纳米管对腐殖酸具有良好的吸附去除效果,但其微波再生效率有待提高。通过化学沉淀法制备得到掺杂MnO2的载钙磁性碳纳米管复合材料,考察了掺杂MnO2后复合材料吸附腐殖酸的性能,研究了载锰量、微波功率和时间对微波再生效率和材料温度的影响,探讨了再生溶剂量与循环再生次数对再生效果的影响,以及微波再生对材料磁性能的影响。结果表明,随载锰量增大,微波再生效率提高,腐殖酸的吸附去除率稍有下降,但复合材料仍有良好的腐殖酸吸附性能。随微波功率增大,再生效率和材料的表面温度提高。在微波功率600 W、时间10 min、粉体质量浓度100 g/L下,再生率在100%以上。经4次吸附-再生循环后,仍保持良好的吸附、再生性能。掺杂MnO2后复合材料表面温度降低,可保护材料的磁性能。腐殖酸可在微波高温和MnO2的催化氧化作用下分解,复合材料得以再生。

基于第一性原理的吸附物质相互作用机理研究进展

第一性原理用于研究吸附过程中物质相互作用机理已逐渐开展。阐述第一性原理的涵义及其应用于研究分子吸附、原子吸附、重金属吸附等物质的相互作用机理取得的成果和第一性原理的发展展望。