γ-FeOOH催化剂的制备及应用研究

使用自制的γ-Fe OOH反应装置,调查Na OH与Fe SO_4当量比R及磷酸氢二钠对γ-Fe OOH结晶纯度和形态的影响,考察了自制的γ-Fe OOH对铁离子的去除效果。由实验可得,当Na OH与Fe SO4的当量比R为0.85时,γ-Fe OOH的纯度可达64.3wt%;添加适量的磷酸氢二钠可以提高γ-Fe OOH的纯度。当R为0.85,添加1%Na_2O当量的磷酸氢二钠时,γ-Fe OOH的纯度可增加到90.8wt%。磷酸氢二钠的添加不仅可以提高γ-Fe OOH的纯度,而且还能改变结晶形态。优化条件下制备的γ-Fe OOH对铁离子的去除率可达78.32%。

α-Fe(Ga)OOH的液相催化合成及表征

采用液相催化相转化法,以Fe(III)与Ga(III)的共沉淀为前驱物合成了α-Fe(Ga)OOH微粒.探讨了镓离子的掺杂浓度和Fe(II)离子用量等因素对合成α-Fe(Ga)OOH微粒的影响,并对产物进行了X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子衍射(ED)表征.结果表明:初始pH=9,nFe(II)/nFe(III)=0.02,nGa(III)/nFe(III)=0.18时,在沸腾回流条件下可制备出类多面体形的α-Fe(Ga)OOH微粒,镓离子的掺杂对α-FeOOH的形成起了形貌调控作用,电子衍射数据表明该α-Fe(Ga)OOH为单晶粒子.

α-FeOOH对靛蓝胭脂红的吸附性能

采用水热法合成纳米针铁矿α-Fe OOH,利用XRD、SEM对产物物相和形貌进行表征,研究了α-Fe OOH对靛蓝胭脂红的吸附性能,并进行动力学和等温吸附模型分析。结果表明,α-Fe OOH对靛蓝胭脂红具有良好的吸附性能,25℃时最大吸附量为40.31 mg·g-1。用Langmuir、Freundlich、D-R和Tempkind等4种等温吸附模型对实验数据进行拟合,Langmuir方程对实验数据拟合效果最好,D-R方程和Tempkin方程结果显示吸附是物理吸附。吸附过程符合准一级动力学方程,内扩散模型和Boyd模型结果显示膜扩散为吸附过程的主要速控步骤。

生物制备β-FeOOH光催化酒石酸还原Cr(Ⅵ)的研究

Cr（Ⅵ）不同于Cr（Ⅲ）,它具有明显的毒性、致癌性、致突变性,且在水体和土壤中迁移性强,因此,将Cr（Ⅵ）还原为Cr（Ⅲ）继而以Cr（OH）3沉淀形式去除,是治理Cr（Ⅵ）污染的重要措施之一.本文研究了生物制备β-Fe OOH光催化酒石酸还原Cr（Ⅵ）的效率及影响因素.结果表明：在生物合成的β-Fe OOH存在条件下,光催化酒石酸还原Cr（Ⅵ）的效率大幅提高,是没有β-Fe OOH对照处理的4.35倍.β-Fe OOH存在下光催化酒石酸还原Cr（Ⅵ）受p H、β-Fe OOH浓度和酒石酸浓度的影响.在p H 2.0~5.0实验范围内,p H越低,还原率越高.当p H=5.0时,Cr（Ⅵ）还原率只有45%,p H=2.0时,Cr（Ⅵ）还原率可达到90%.β-Fe OOH浓度为0.6 g·L-1时,Cr（Ⅵ）还原率达到最高.酒石酸浓度的增加有利于Cr（Ⅵ）的光催化还原.在β-Fe OOH浓度为0.6 g·L-1,酒石酸浓度为200μmol·L-1,溶液p H=2.0的最佳条件下,溶液中Cr（Ⅵ）可在80min内100%光催化还原成Cr（Ⅲ）.本研究为生物制备β-Fe OOH的应用和Cr（Ⅵ）污染治理提供了新的选择.

Fe_(76)Ga_(5)Ge_(5)B_(6)P_(7)Cu_(1)合金的非等温晶化动力学

采用单辊旋淬法制备了Fe_(76)Ga_(5)Ge_(5)B_(6)P_(7)Cu_(1)带材,并研究了其晶化行为和机理。结果表明Fe_(76)Ga_(5)Ge_(5)B_(6)-P_(7)Cu_(1)合金的晶化过程分为2个阶段,第1个阶段为α-Fe(Ga,Ge)相的析出,第2个阶段为Fe(B,P)硬磁相的析出。在非等温加热的情况下,初始表观激活能大于晶化表观激活能。根据Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov(JMAK)方程得出,对于非完全非晶结构的合金,其晶化过程为预先存在的晶核或团簇不断长大,同时伴随着新的晶核不断析出且形核率不断下降。此外,快速升温的退火工艺更适合形成均匀弥散的纳米晶组织。通过实验验证,退火时升温速率为100 K/min的合金软磁性能优于升温速率为10和50 K/min的合金,其最优起始磁导率为2.86×10^(-2) H/m,矫顽力为1.77 A/m。