铁锰复合材料吸附工业废水中铊的机理研究

铊(Thallium,Tl)是一种高毒性金属,其致死剂量仅为10—15 mg·kg^(-1)。由于锰氧化物具有优良的吸附性,因此在铊污染防治中展现出很好的应用前景。然而,锰氧化物在吸附铊的过程中会溶出锰,因而对环境造成二次污染。为解决该问题,引入铁元素制备铁锰复合材料,降低吸附过程中锰的溶出。结果表明:铁元素的引入能大幅地减少吸附过程中锰的溶出,当初始Tl0浓度为10 mg·L^(-1)时,1 mg·L^(-1)的铁锰复合材料对铊的去除率超过99%,同时锰的溶出浓度控制在国家排放标准以内(0.3 mg·L^(-1)),达到了0.11mg·L^(-1);等温吸附曲线表明,当吸附温度为308 K时,铁锰复合材料的吸附符合Freundlich吸附曲线(R^(2)=0.94),吸附最大容量为539.4 mg·g^(-1)。说明,铁锰复合材料在有效降低锰溶出的同时,也能够高效地去除铊。

生物炭-铁锰氧化物复合材料制备及去除水体砷(Ⅲ)的性能研究

采用浸渍法制备了4种不同的生物炭-铁锰氧化物复合材料(F_1M_1BC_(10),F_1M_3BC_(20),F_1M_4BC_(25),F_3M_1BC_(20)),采用SEM,XPS和FTIR表征方法分析了几种复合材料与生物炭表面性质的差异,比较了4种不同配比生物炭-铁锰氧化物复合材料对砷(Ⅲ)去除性能,分析了不同投加量的吸附材料对砷(Ⅲ)去除效率及吸附量的差异。结果表明,与生物炭相比,炭、铁和锰不同配比的生物炭-铁锰氧化物复合材料比表面积明显增大,由61.0 m^2·g^(-1)增加到208 m^2·g^(-1),孔径变小,由23.7 nm下降到2.76 nm;碱性官能团含量明显增加;材料表面形成了MnOx、FeOx。与生物炭相比,4种生物炭-铁锰氧化物复合材料对砷(Ⅲ)的动力学吸附量大小与去除率顺序依次为F_1M_4BC_(25)>F_1M_3BC_(20)>F_1M_1BC_(10)>F_3M_1BC_(20)>BC。F_1M_4BC_(25)(m铁∶m锰∶m炭=1∶4∶25)是去除砷(Ⅲ)最优的复合材料,在用量为0.016 g·m L^(-1)时,对砷(Ⅲ)的去除率可达82.6%,是生物炭去除率的2.3倍。研究表明,生物炭-铁锰氧化物复合材料是一种潜在的去除水体砷污染的炭基材料。

铁锰双金属材料对As和重金属复合污染土壤钝化修复及其生态效应的影响

通过室内模拟培养实验,研究了铁锰双金属材料(FMBO)对3种As和重金属复合污染土壤钝化修复及其生态效应的影响。结果表明,在0%~5%范围内,随着FMBO添加量的增加,污染土壤中As和重金属的有效态含量逐渐降低,相比于对照,在5%添加量条件下,As、Pb、Cd、Zn和Cu的有效态浓度分别下降了93.7%~100%、30.8%~57.8%、81.3%~95.0%、66.7%~95.3%、55.8%~100%。由种子发芽实验结果可知,当FMBO添加量≤2.5%时,FMBO能够对污染土壤中植物的生长发育起到减毒作用;在添加量为2.5%时,污染土壤浸出液培养的小麦种子生长情况最优,种子发芽率、根长和株高能分别达到86%~92%、7.25~9.09 cm和8.62~9.91cm;而当FMBO添加量达到5%时,其对种子的萌发及生长产生抑制作用。由土壤微生物多样性分析结果可知,FMBO材料会使土壤微生物的香农-威纳多样性指数降低,群落组成发生变化。因此,在重金属污染土壤钝化修复前,需要从钝化效果和生态效应影响两方面进行考虑,确定修复材料的最佳添加量。

铁锰氧化物/坡缕石复合材料吸附磷的性能

将铁锰氧化物与坡缕石黏土结合制备了复合材料FO/P、MO/P和FMO/P,由静态吸附实验研究了复合材料吸附磷的性能,考察了氧化物与坡缕石质量比、焙烧温度、溶液p H值、离子强度和振荡时间对吸附量的影响,探讨了吸附动力学、吸附平衡和机理。结果表明,FMO/P的吸附性能优于FO/P和MO/P,铁锰氧化物与坡缕石黏土的质量比为0.1的FMO/P对20mg/L的磷溶液去除率可达95%,吸附量明显受溶液p H的影响,离子强度对吸附量影响较小,磷吸附在复合材料表面主要形成内层络合物,60 min可基本达吸附平衡,过程符合pseudo-second-order方程,具有化学吸附的性质,FMO/P吸附等温线符合Freundlich方程,有不均匀吸附的性质,饱和吸附量达49 mg/g。

铁锰氧化物-生物炭复合材料对Pb^(2+)的吸附研究

为了研究吸附法去除水体中Pb^(2+)的机理,本文用批实验的方法探讨了铁锰氧化物-生物炭复合材料(简称为FMBC)对Pb^(2+)的吸附。首先以草酸盐和高粱秸秆为原料制备FMBC,并通过TEM、XRD、XPS等对材料进行了测试表征。然后利用批实验的方法初步研究了FMBC对Pb^(2+)的吸附动力学和吸附机理。表征结果表明,FMBC具有多孔结构,铁锰氧化物以MnFe_(2)O_(4)和Fe_(2)O_(3)的形态负载在生物炭表面,Pb^(2+)被FMBC成功吸附。动力学实验表明,该复合材料对Pb^(2+)的吸附符合Ho准二级动力学方程,Pb^(2+)浓度为10mg·g^(-1)时吸附速率最快,其值k_(2)为4.328×10^(-4)g·(mg·min)^(-l)。

铁锰基材料对重度砷污染土壤的稳定化处理研究

【目的】研究铁锰材料对重度砷污染土壤稳定化效果。【方法】选择三个重度砷污染土壤(T1、T2、T3),添加铁锰材料,进行30 d的土壤培养试验,研究铁锰材料对土壤的浸出浓度、pH以及土壤砷赋存形态的影响。【结果】添加铁锰材料,供试土壤As浸出浓度下降,稳定化效率逐渐提高,T1、T2、T3稳定化效率均在50%以上,最高可达91.81%。其中T11.5%以上处理和T22.5%以上处理的土壤As浸出浓度低于1.2 mg/L的控制限值,而T3所有处理的As浸出浓度均高出1.2 mg/L的控制限值。添加铁锰材料,供试土壤pH随试验进行先下降而后趋于稳定,均下降了0.5以上,平均降幅为32.25%、13.70%和11.56%。添加铁锰材料,土壤As的形态呈现F1(非专性吸附态砷)与F2(专性吸附态砷)含量下降,而F3(无定形铁铝氧化物结合态砷)的含量上升趋势。【结论】重度砷污染土壤添加铁锰材料,可以降低土壤pH,降低土壤砷的浸出浓度以及将土壤砷的专性吸附态与非专性吸附态转化为无定形铁铝氧化物结合态。

住友大阪水泥开发磷酸铁锰锂正极材料

住友大阪水泥公司（住友大阪セメソト株式会社）开发了可用于制造锂离子电池的磷酸铁锰锂正极材料.通过磷酸铁锂和锰的结合,使电池的放电电压和安全性显著提髙.预计磷酸铁锰锂产品将于2019年实现量产.

海相铁锰结壳的材料学性质及其脱硫意义

本文利用扫描电子显微镜、氮气吸附等温线、X荧光光谱和X射线衍射光谱等方法，系统研究了采自西北太平洋的板状铁锰结壳的微观结构、表面性质和化学组成等材料学性质。尽管结壳的不同纹层存在明显的差异，但均有着很高的比表面积（157．93～414．65m^2／g），含有丰富的粒间孔、生物结构孔和颗粒表面片状孔等成因类型的微孔-介孔结构，其矿物组成包括水羟锰矿、钡镁锰矿和少量石英、长石类碎屑矿物以及重晶石、碳氟磷灰石等成岩矿物，

纳米纤维状锂离子电池正极材料磷酸铁锰锂及其制备方法

本发明以铁源化合物、锰源化合物、磷源化合物、锂源化合物和高分子聚合物为原料，将容易被电解液侵蚀的锰源化合物分散于芯层溶液，较为稳定的铁源化合物分散于壳层溶液，通过静电纺丝的方法制备得到新型纳米纤维状锂离子电池正极材料磷酸铁锰锂。这种制备复合材料的方法，

新型Fe-17Mn-5Cr-1.5Al/聚氨酯高阻尼复合材料制备及性能研究

采用胶结法制备了Fe-17Mn-5Cr-1.5Al/聚氨酯高阻尼复合材料,成功实现了材料内部聚氨酯阻尼层的均匀可控分布以及与Fe-17Mn-5Cr-1.5Al合金层的紧密结合。采用多功能内耗仪测试了Fe-17Mn-5Cr-1.5Al/聚氨酯复合材料的内耗特性,发现其内耗峰随着测试频率的增加向高温方向移动,表现出典型的弛豫特性。研究了内耗峰高与阻尼层厚度、阻尼层层数之间的变化关系,发现当阻尼层厚度增加至2.0 mm时,或者阻尼层数增加至2层时,内耗峰高达到最大。相较而言,抗弯性能则随着阻尼层厚度和层数的增加而单调增加。Fe-17Mn-5Cr-1.5Al/聚氨酯复合材料的阻尼性能主要来源于聚氨酯阻尼层的贡献,而抗弯性能则主要来源于Fe-17Mn-5Cr-1.5Al合金层的贡献。

大洋铁锰结壳中分散元素初步研究

分散元素在地壳中具有含量低(通常10-9级),且趋向于分散的重要特征(涂光炽等,2003)。分散元素因其独特物理化学性质,在高科技新材料领域,常被称为"金属原料工业中的味精"。另一方面,由于某些分散元素具有重要的环境效应,比如Tl,当它通过食物链进入生命体后,会发生累积,造成慢性Tl中毒。

MnFe2O4@硅藻土复合材料的制备与染料去除性能研究

印染工业生产中大量染料废水排放进入环境,对水生生物及人类健康造成威胁。为减少染料废水污染,本研究制备了一种MnFe2O4@硅藻土复合材料吸附剂(MnFe2O4@DE),对废水中孔雀石绿(MG)染料具有优良去除效果且制备方法简单。通过多种方法对复合材料结构特性进行分析,研究了其对MG的吸附效果。试验结果表明,MnFe2O4@DE中纳米铁锰颗粒均匀分布在硅藻土表面,其比表面积(112.1m^2/g)及孔体积(0.24cm^3/g)较两种单体材料明显增大。MnFe2O4@DE对MG有较好去除效果,它对MG的最大吸附量为25.70mg/g,分别是硅藻土和MnFe2O4的1.89倍和1.13倍。MnFe2O4@DE对MG的吸附过程是自发、吸热的,符合伪二级动力学和Langmuir模型,且具有很好的再生性能,再生使用4次后仍具有87.56%的去除率。可见,MnFe2O4@DE在染料污染治理领域具有较好的应用潜力。

纳米MnFe2O4@DE复合材料对重金属钒的钝化稳定化效果

为获得能够有效减少日益严重的土壤钒污染的稳定剂,该文合成了纳米铁锰氧化物@硅藻土复合材料(MnFe2O4@DE),并通过模拟试验研究该复合材料对土壤钒的稳定化效果及机理,通过植物试验探究了该复合材料对土壤钒生物有效性的影响。试验结果表明,MnFe2O4@DE的最佳投加量为7%,此时其对钒的稳定化率分别约为硅藻土(DE)和MnFe2O4的16.87及1.24倍;时间和pH值单因素试验证明MnFe2O4@DE对土壤钒的稳定化效果能保持较长时间,酸性及中性pH有利于复合材料对钒的稳定。表征与钒形态分析结果表明,复合材料的稳定化效果较好与其较大比表面积和孔体积、钒的残渣态含量增加以及钒价态降低有关。植物萌发试验表明,添加复合材料可使钒污染组的油菜幼苗发芽率、株高和根长较未加钒的对照组无明显差异,植物中钒含量减少约80%。因此,MnFe2O4@DE复合材料在重金属污染土壤修复中具有较好应用前景。

铁锰双金属材料对砷和重金属复合污染土壤的稳定化研究

由于矿产资源的共生、伴生现象及历史上采选冶技术的相对落后,我国矿区附近的重金属污染场地多存在复合污染的情况,而稳定化技术是解决该问题的有效措施.本文通过室内模拟培养实验和静态吸附试验,研究了人工合成的铁锰双金属材料（FMBO）对矿区复合污染土壤中As、Pb、Cd等重金属的稳定化作用和机制.毒性浸出实验结果表明,在3种不同的As和重金属复合污染土壤中,FMBO材料能够对As和Pb等重金属起到较好的稳定化作用,在5%的最大添加量下,FMBO对As、Pb的稳定化效率分别能够达到95.2%~100%和95.5%~97.5%,同时不会引起Cd、Zn和Cu等重金属的活化.由连续提取实验结果可知,FMBO能够使土壤中As和Pb由酸可提取态向可还原态转变,稳定性增强.微观特征分析结果表明,FMBO材料对As的稳定化主要通过表面羟基（—OH）基团的吸附作用,而对Pb、Cd等金属离子则通过吸附、沉淀等多种方式起作用.总体看来,FMBO材料适用于As、Pb等重金属复合污染土壤的治理.

铁锰双金属材料在不同pH条件下对土壤As和重金属的稳定化作用

pH是影响土壤As和重金属赋存形态及稳定化过程的重要因素,本文以人工合成的铁锰双金属材料(FMBO)为研究对象,研究了其在不同pH条件下对3种As和重金属复合污染土壤的稳定化作用,同时探讨了材料添加对土壤pH和酸碱缓冲性的影响.结果表明,As、Pb元素分别在土壤pH 3~9的中性偏酸性条件、pH 5~10的中性偏碱性条件下较为稳定,Cd、Zn、Cu在pH为7~11的碱性条件下浸出浓度较低.在碱性条件下,FMBO材料自身稳定性及稳定化作用均优于酸性条件,在As和重金属稳定的最适pH范围内,随着材料添加量增加,稳定化效率逐渐升高,其对As、Pb、Cd、Zn、Cu的稳定化效率最高分别能达到92.7%、100%、97.0%、88.7%、82.7%.添加FMBO材料可使土壤pH值升高,并能够提高土壤的酸缓冲能力,对As和重金属的长期稳定性有促进作用,而对土壤碱缓冲作用影响较小.从浸出元素的相关关系可以看出,Fe元素对土壤中As的稳定性有重要作用,Pb、Cd、Zn、Cu的稳定性受土壤pH影响较大.

金属间化合物ErFe_(11-x)Mn_x Ti的结构和磁性

研究了Mn部分替代ErFe1 1 Ti中的Fe对化合物结构和磁性的影响 .利用真空电弧熔炼和真空热处理制备了ErFe1 1 -xMnxTi(x=1 .5 ,2 .0 ,3 .0 ,4.0 ,5 .0 ,6.0 )化合物样品 .室温粉末样品的X射线衍射和热磁曲线测量表明 :2 .0≤x≤ 5 .0成分范围内的ErFe1 1 -xMnxTi化合物具有ThMn1 2型结构 ,且具有良好的单相性 .随着Mn含量的增加 ,晶格常数以及单胞体积增大 ;在ErFe9Mn2 Ti化合物的热磁曲线上观察到了自旋重取向转变 .随着Mn含量的增加 ,居里温度单调降低 ,过渡金属次晶格磁矩单调减小 .化合物在 4.4K温度下的饱和磁矩随Mn含量的增加而逐渐减小 ,在x=3 .0附近的某一成分点为零 。

腐植酸及pH对生物炭-铁锰氧化物复合材料吸附As(Ⅲ)的影响机理

采用振荡平衡法，研究不同用量、添加顺序的腐植酸对生物炭-铁锰氧化物复合材料（F1M4BC25）吸附As（Ⅲ）性能的影响及其机理。

日本贮氢合金生产厂家竞相扩大生产能力

据1994年9月15日的日本《金属时评》报道,由于日本市场对镍氢电池的需求量成倍增长,贮氢合金生产厂家纷纷增加设备、扩大生产能力,预计日本今年的贮氢合金生产能力将达到一万吨。日本今年的贮氢合金需求量估计为2500吨,这样,其供应将基本保持稳定。

两种铁基材料对污染农田土壤砷、铅、镉的钝化修复

制备得到了铁钙(FeCa)和铁锰(FMBO)两种铁基材料,用于钝化修复As、Pb和Cd污染土壤.研究采集了来自绍兴上虞(SY)、广东佛山(FS)、广东韶关(SG)、湖南浏阳(LY)、江西赣州(GZ)、贵州独山(DS)和安徽马鞍山(MAS)的7种重金属污染水稻土(潮泥土),通过土壤培养试验,研究铁钙材料(FeCa)和铁锰材料(FMBO)对各类土壤溶液中As、Pb和Cd浓度动态变化的影响,对土壤中有效态As、Pb和Cd钝化效果的影响,以及在不同种类土壤中有效态As、Pb和Cd钝化效果差异及影响因素.结果表明,培养过程中,铁基材料处理下土壤溶液中As、Pb和Cd浓度均低于对照处理.研究发现,两铁基材料均能对土壤中As、Pb和Cd起到较好的钝化作用,相同添加量下,铁钙材料对土壤As的钝化效率优于铁锰材料,而材料之间对土壤Pb和Cd钝化效率无显著差异.铁钙材料处理下各种土壤As钝化效果表现为GZ>SG>DS和MAS,土壤铅钝化效果表现为FS>SY、LY和SG>MAS,土壤镉钝化效果表现为SY、GZ和DS>MAS;铁锰材料处理下各种土壤As钝化效果表现为SY、LY和GZ>DS>FS,土壤Pb钝化效果表现为FS>GZ>SY,土壤Cd钝化效果表现为DS>LY>MAS.各种土壤As钝化效率在两铁基材料处理下均与土壤黏土含量呈显著负相关,各种土壤Pb钝化效率在两铁基材料处理下均与土壤p H呈显著正相关,各种土壤Cd钝化效率在铁钙材料处理下与土壤黏土含量显著负相关.总体来看,两铁基材料均适用于各不同种类As、Pb和Cd污染土壤的治理.

激光原位合金化Fe-Mn合金的元素质量损失

多材料打印是目前金属增材制造的重要发展方向,利用多材料打印技术可以节约材料,充分发挥材料和结构耦合设计特点、实现综合优异的性能或功能。其中激光原位合金化技术是实现多材料打印的核心方法之一,利用激光作为热源逐层熔化粉末形成三维零件,成形的金属零件致密度高、尺寸精度高、表面粗糙度好。由于锰元素的蒸气压较高,在高温热源的作用下蒸发效应更强烈,针对多材料激光原位合金化制备技术中的元素蒸发问题,以纯金属粉末铁和锰为原材料,采用高通量增材制造设备,分别进行了Fe10Mn(质量分数,下同)和Fe20Mn混合异质粉末的激光选区熔化试验,重点对比分析了不同激光功率、扫描速度、成分配比等参数对成形样品的质量损失及成分精度的影响。研究结果表明,锰质量分数为20%时的质量损失率低于锰质量分数为10%的质量损失率。高锰含量样品在成形过程中蒸发更加剧烈,反冲压力更大,熔池更窄更深。激光原位合金化成形合金最佳的工艺参数为激光功率220 W,扫描速度500 mm/s,扫描间距0.08 mm,层厚0.03 mm,成形试样的密度最高可达7.81 g/cm^(3),致密度最高可达99.78%。最佳工艺参数条件下,原位合金化Fe20Mn合金的质量损失率仅为1.50%。因此,在Fe-Mn合金中,锰相较于铁具有更大的蒸发倾向,优化了Fe-Mn合金的激光打印工艺参数,为提高易蒸发元素的成分精度控制提供了参考。