超顺磁性Fe_3O_4微粒的尺寸调控与磁性回收

以乙二醇为溶剂,通过温和的溶剂热法制备了具有不同颗粒尺寸大小的Fe_3O_4微米粒子.研究发现,通过调节反应体系中水、聚乙二醇-20000和铁离子的浓度,能有效控制Fe_3O_4的成核与生长,从而能实现对Fe_3O_4在较大颗粒尺寸范围内的有效调控.另外,相比小尺寸的Fe_3O_4,较大颗粒尺寸的超顺磁性粒子表现出更优良的磁性回收性能.由此可见,Fe_3O_4颗粒尺寸的有效调控对拓展其在纳米材料磁性回收中的应用具有非常重要的意义.

可磁性回收钯催化剂的制备及其催化Suzuki偶联反应

利用淀粉包覆四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))内核并负载原位生成零价钯(Pd^((0)))的方法,制备了可磁性回收的钯(Pd)催化剂Fe_(3)O_(4)@Starch-Pd^((0)),研究其催化Suzuki偶联反应制备联苯化合物的性能。结果发现,该催化剂可以在空气氛围内、温和条件下催化系列卤代芳烃和芳基硼酸之间的Suzuki偶联反应。此外,催化剂具有一定的结构稳定性,通过磁性分离后,重复使用4次,催化活性稍有下降。

磁性可回收Fe_2O_3@C-Pt催化剂的制备及其催化还原对硝基苯酚（英文）

合成了一种具有壳/核结构的水热碳包覆型Fe_2O_3@C微米球,可实现贵金属Pt催化剂的低价制备和高效利用.利用外壳水热碳的亲水特性,通过简单的常温吸附与低温焙烧的方法在Fe_2O_3@C微球表面原位负载Pt纳米颗粒,构筑了壳/核型Fe_2O_3@C-Pt催化剂.该催化剂在6min内实现对硝基苯酚的完全转化,循环10次后催化活性保持不变,表现出较高的催化活性和稳定性.作为内核的磁性γ-Fe_2O_3颗粒使得Fe_2O_3@C-Pt催化剂仅通过外加磁铁即可实现其在反应溶液中的快速分离,降低了催化剂的回收成本和时间,并显著提高回收产率.

固相法合成磁性可回收锰系离子筛及其锂吸附性能研究

以LiOH·H2O、MnO2、Fe2O3为原料,通过固相法合成具有亚铁磁性尖晶石型Li1.33Mn1.67-xFexO4,经酸洗后制备得到磁性可回收锂离子筛。重点考察了合成过程中煅烧温度、煅烧时间及不同铁掺杂量对合成的锰系锂离子筛吸附性能及其溶损的影响。结果表明:随着煅烧温度及时间的增加,吸附容量及锰溶损均逐渐减小;铁的掺杂可以有效降低锰溶损,但随着掺杂量的增加,锂吸附容量在减小。当铁掺杂量控制在0.05,煅烧温度和时间分别为450℃、6 h时合成的离子筛锂的吸附容量为25.2 mg/g,一次吸-脱附Mn溶损降低为0.69%,且在外加磁场的作用下能实现快速回收利用。经5次循环利用后,锂的吸附容量仍保持在18.8 mg/g。

功能化磁性纳米吸附剂在环境方面的应用研究进展

基于磁性纳米颗粒(MNPs)独特的物理和化学性质,把它作为吸附材料为解决环境问题的研究越来越受到广泛关注。通过其表面官能团修饰制备出不同类型的磁性纳米吸附剂,可以除去废水中大量的有机和无机污染物,吸附性能远远超出了传统吸附材料。然而,磁性纳米基吸附技术的成功实施需要对磁性回收阶段,再生过程和废弃再生溶液及废弃吸附剂的的管理进行全面的评估和优化。对近年来国内外使用磁性纳米吸附剂去除废水中的重金属和染料整个过程做了全面的论述。此外,也分析了磁性回收方法的选择和可能的策略以便用于纳米材料的再生和重复使用。

Fe_(3)O_(4)与ZIF-9复合催化剂的制备及其快速降解亚甲基蓝的研究

为了提高水中有机染料的降解速率,采用超声和溶剂热法制备Fe_(3)O_(4)/ZIF-9复合催化剂,该催化剂为立方状的金属有机骨架ZIF-9且表面附着有类球形Fe_(3)O_(4)颗粒.Fe_(3)O_(4)的加入为ZIF-9提供了更多的成核位点,同时Fe_(3)O_(4)/钴盐比例的变化也会影响ZIF-9的成核与生长.当Fe_(3)O_(4)/钴盐摩尔比为1∶1时,该催化剂在30 min内对亚甲基蓝的降解率达到95.1%,催化反应10 min的伪一阶动力学常数达到0.101 min^(-1),在pH为5~9范围内保持稳定的高催化性能.X射线光电子能谱(XPS)结果表明铁和钴位点之间存在电子转移,并且钴和铁的协同作用可以降低钴的还原电位,从而加速钴的价态变化,提升催化速率.电磁共振实验(EPR)结果显示该催化剂可以活化过一硫酸盐生成单线态氧(^(1)O_(2))、硫酸根自由基(SO-4·)和羟基自由基(·OH),进一步通过活性因子淬灭实验发现其中单线态氧为主要活性物种.由此可知,Fe_(3)O_(4)/ZIF-9通过铁和钴位点的氧化还原循环催化PMS不断生成^(1)O_(2)、·OH和SO^(-)_(4)·,共同将亚甲基蓝分子降解成二氧化碳和水.此外,磁滞回线测试(VSM)结果显示,该复合材料饱和磁化强度值为7.6 A·m^(2)·kg^(-1),表明Fe_(3)O_(4)能赋予复合催化剂良好的铁磁性,同时该催化剂循环使用4次后仍保持较高的降解率,表明该复合催化剂具有良好的回收性能和重复使用性能.本研究为有机染料等污染物的治理提供了新的技术和材料支撑.

磁性Fe_3O_4-CeO_2 NPs/GO的制备及其高效去除氮氧化物的研究

本课题设计合成了磁性Fe3O_4-CeO_2NPs/GO纳米复合材料,通过催化H_2O_2产生氧自由基,将NO转化为硝酸。试验结果证明,NO_x的处理效率可达96. 0%以上。本课题实现了氮氧化物的资源化治理,"变废为宝",并利用复合材料的磁性实现对催化剂的简易回收和循环使用。具有广阔的应用前景和推广价值。

重介稀悬浮液中磁性物含量对磁选效果的影响

针对重介稀悬浮液中磁性物含量变化时影响磁选效果的问题进行了试验,分析确定了悬浮液中磁性物含量与磁选效率、磁性物回收率之间的关系,为实际生产中降低介耗提供了理论依据。

太原选煤厂介质回收系统的改造

分析了太原选煤厂重介工艺系统进行技术改造后,重介回收系统存在着许多问题,严重影响生产成本。通过对介质回收系统改进,提高了主要介质回收设备磁选机的磁性物回收率,节约了生产成本。

Fe_(3)O_(4)-BiOBr/Graphene磁性气凝胶的构筑与Cr(VI)污水净化

为改善单一半导体粉体材料的光生电子-空穴分离和回收能力,基于功能协同效应,采用共沉淀法,将Fe^(3+)/Fe^(2+)盐在一定浓度的氨水作用下制备出纳米Fe_(3)O_(4),并分散于含有溴化十六烷基三甲铵(CTAB)的正辛烷中,提供Br-的同时,在室温下与水溶液中的硝酸铋和柠檬酸相互作用,利用非互溶体系,制备出Fe_(3)O_(4)-BiOBr;最后,将Fe_(3)O_(4)-BiOBr分散于含有赖氨酸的氧化石墨烯水溶液中,通过一步水热法合成Fe_(3)O_(4)-BiOBr协同修饰的磁性石墨烯气凝胶(Fe_(3)O_(4)-BiOBr/Graphene)。样品的晶体结构、形貌特征和催化活性通过XRD、Raman、XPS、SEM、TEM、UV-Vis光谱等综合测试技术进行了表征分析。Fe_(3)O_(4)-BiOBr/Graphene复合材料中的Fe_(3)O_(4)呈类球状,尺寸约10~25 nm,均匀镶嵌于BiOBr片层中间,并与石墨烯之间相互作用,整体呈现球-片-空洞构造。Fe_(3)O_(4)-BiOBr/Graphene复合材料显示出良好的可见光吸收性和Cr(VI)还原活性,30 min内可去除Cr(VI)至100%,高于单一组分的磁性Fe_(3)O_(4),这可能与Fe_(3)O_(4)-BiOBr异质结构、石墨烯导电材料的引入及Fe_(3)O_(4)-BiOBr/Graphene三者之间良好的界面相互作用,有效地促进了光生电子与空穴的分离效率有关。

磁性Co/TiB_(2)室温高效催化氨硼烷产氢及串联降解有机污染物

通过熔盐法制备Ti B_(2)载体,并采用简单的沉淀-沉积法制备了Co/Ti B_(2)磁性可回收纳米催化剂,用于室温催化氨硼烷(NH_(3)BH_(3))溶液产氢及串联降解对硝基苯酚(4-NP)及偶氮染料酸性橙7(AO7)、酸性红1(AR1)和甲基橙(MO)等有机污染物。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、振动样品磁强计等表征方法对催化剂的微观形貌和结构等进行分析。结果表明,Co纳米粒子均匀地分布在Ti B_(2)载体表面,晶粒尺寸约为40 nm,并且被Ti B_(2)载体包覆,具有典型的金属-载体强相互作用。Co/Ti B_(2)表现出优异的室温催化NH_(3)BH_(3)溶液产氢活性,产氢速率为565.8 mol_(H2)·mol^(-1)_(cat)·h^(-1)。在串联降解有机污染物反应中,Co/Ti B_(2)在7 min内催化4-NP氨基化的转化率接近100%,反应速率常数高达0.72 min^(-1);降解AO7的反应速率常数在3种偶氮染料中最高(0.34 min^(-1))。通过EPR-DMPO(EPR=电子顺磁共振,DMPO=5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物)自由基捕获实验检测出Co/Ti B_(2)+NH_(3)BH_(3)催化体系中产生大量的氢自由基(·H)。得益于·H的强还原性,Co/Ti B_(2)+NH_(3)BH_(3)催化体系能够将4-NP氨基化为具有更高价值的对氨基苯酚(4-AP),同时能够还原偶氮染料分子中的显色基团偶氮基(—N=N—)。

CuFeMnO_(4)@SiO_(2)@TiO_(2)磁负载光催化材料的制备及磁回收性能

以三元硝酸盐水溶液为原料,采用微乳液烧结法制备了CuFeMnO_(4)纳米材料。通过层层沉积法合成了核-壳-壳结构的CuFeMnO_(4)@SiO_(2)@TiO_(2)磁负载光催化材料。采用XRD,SEM,TEM,FT-IR,EDS和UV-Vis对制备的磁负载光催化材料进行了表征。结果表明,磁负载光催化材料为光滑球形纳米粒子,具有较好的紫外-可见吸收能力。通过光催化降解罗丹明B溶液评价其光催化活性,光照6 h,降解率达到88.9%,经5次磁回收循环降解实验,仍具有较高的光催化活性。

介质回收流程计算中一个被忽视的问题

通过运用数学手段对磁性物回收率公式进行分析,得出了磁选机入料、精矿、尾矿固体中磁性物含量大小与磁性物回收率高低间的变化规律,并依据此规律阐述了采用传统的以磁性物回收率指标为依据进行介质回收流程计算尾矿介质损耗的设计方法存在的弊端及引起的后果。提出了以尾矿带介量指标作为尾矿介质损失计算的依据。

关于介质回收系统的探讨

介绍兴安选煤厂介质回收系统的流程和设备现状,以及在工艺布置和设备结构方面的一些情况。工业应用表明:磁性物的回收率达到99.5%～99.8%,回收指标达到国内外先进水平。

禾草沟选煤厂降低介耗的探索与实践

为了解决介耗偏高的问题,禾草沟选煤厂采用改进弧形筛布料箱、调整脱介筛喷水角度、调整磁选机喷水角度等方法,对选煤厂介质回收工艺系统进行了优化。生产实践表明,优化后综合介质粉消耗降低了0.4 kg/t,经济效益增加70余万元。通过优化,禾草沟选煤厂提升了磁性物回收率,降低了生产成本,提高了经济效益。

Mn-Fe氧体/SiO_2/TiO_2磁载光催化剂的制备及性能

以化学共沉淀法制备Mn-Fe氧体,正硅酸乙酯为前躯体对其进行多次包覆SiO2,得到致密SiO2保护层的Mn-Fe氧体软磁性载体。采用溶胶-凝胶法在软磁性载体上负载TiO2光催化剂,得到Mn-Fe氧体/SiO2/TiO2纳米磁载性复合光催化剂。用X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)进行了表征;以甲醛为模拟污染物,评价了其光催化活性;以磁性回收装置测定了其回收率。结果表明,对TiO2进行晶化热处理时,磁载体中金属离子在TiO2有所渗透,且随着TiO2负载次数的增多,金属离子在TiO2中的含量逐渐降低,TiO2粒径逐渐增大;复合催化剂的比饱和磁化强度减小,矫顽力增大,其磁回收效率逐渐降低,光催化活性逐渐增强。当TiO2负载次数为10次时,该磁载催化剂的催化活性是纯TiO2的1.053倍,回收率为70.52%。该光催化剂既具有较高的光催化活性又具有高的回收性能。

负载型纳米催化剂催化合成丁酸苄酯的性能

用水热法合成磁性纳米Fe3O4,通过浸渍法和超声法制得S2O82-/Fe3O4负载型磁性纳米催化剂,进而催化合成丁酸苄酯,研究了催化剂的负载量、活化温度对反应的影响,讨论了催化剂回收和重复利用等性能。结果表明,采用浸渍法合成的负载型催化剂催化合成丁酸苄酯,酯化率达85.6%,粗产品纯度达94.1%;采用超声法制备的催化剂在选择性上则显示出较大的优势。

CaFe_2O_4/Bi_2WO_6光催化亚甲基蓝降解性能的研究

通过简单的研磨-焙烧的方法制备了不同质量比的复合型光催化剂CaFe2O4/Bi2WO6,并进行了表征。以亚甲基蓝水溶液的光催化降解为探针反应,考察了所制备复合光催化剂的光催化活性。同时,还考察了焙烧温度、H2O2的加入对光催化降解活性的影响。结果表明,所制备复合光催化剂具有较高的催化活性,良好的稳定性和重复使用性。

石墨相C_3N_4质子化改性及其光催化性能测试

通过对石墨相C_3N_4的质子化,研制了一种p-g-C_3N_4/Fe_3O_4顺磁性物质,该物质可有效地处理甲基红废水,并在外加磁场存在下简单回收重复使用,降低了废水处理成本.还通过化学方法,考察了p-g-C_3N_4/Fe_3O_4降解甲基红的机理.

研山铁矿排岩废石生产砂石骨料研究

研山铁矿在开采矿石过程中,每年会同时产生约5 000万t的岩石,针对矿山生产过程中的固体废弃物处理困难、外排岩石压力大、排土场占用空间大的问题,进行了利用该废石生产砂石骨料的研究。研究设计采用三段一闭路破碎干选筛分制砂工艺流程,年处理排岩废石中白云岩500万t,年产粉料10.75万t,0~5 mm砂96.75万t,10~20 mm骨料315万t,20~30 mm骨料77.5万t,同时回收0~30 mm磁性矿物10万t,符合国家政策和市场需求,既可减轻排岩压力,节约排土场占用空间,又可改善生态环境,实现资源的综合利用,经济效益和社会效益显著。