Synthesis of Magnetically Modified Fe-Al Pillared Bentonite and Heterogeneous Fenton-like Degradation of Orange II

Magnetically modified Fe-Al pillared bentonite（Fe3O4/ Fe-Al-Bent） was prepared via chemical co-precipitation method and characterized by powder X-ray diffraction（XRD）, Brunauer-EmmettTeller（BET）, Fourier transform infrared spectroscopy（FTIR） and scanning electron microscopy（SEM）. A series of experiments were carried out to investigate the degradation of Orange II by the obtained heterogeneous catalysts in the presence of H2O2. The experimental result indicated that the synthetic materials had a high catalytic activity and good reusability.

Fe-Al柱撑膨润土的制备及其非均相Fenton降解橙黄Ⅱ(英文)

通过离子交换方法制备不同Fe含量的Fe-Al柱撑膨润土,并且研究了其作为非均相Fenton催化剂降解橙黄II的性能.通过X射线粉末衍射(XRD),比表面积(SBET),傅里叶变换红外(FTIR)光谱,拉曼(Raman)光谱和扫描电子显微镜(SEM)研究其结构特征.结果显示,钠化膨润土的层间距为1.24 nm,经过柱撑之后,Al柱撑膨润土的层间距增大到1.77 nm,Fe-Al柱撑膨润土为1.72 nm左右,并且比表面积也有明显增大.XRD和Raman结果表明Fe/(Fe+Al)摩尔比达到20%时,样品中出现α-Fe2O3,膨润土未能形成柱撑.在橙黄II初始浓度为100 mg L-1,催化剂用量为1.0 g L-1,温度为40°C,pH为3.0,H2O2初始浓度为10 mmol L-1的条件下,考察了柱撑膨润土的Fenton催化活性.结果表明,Fe-Al柱撑膨润土的催化性能随着Fe含量的增多先增大后略有降低,当Fe/(Fe+Al)摩尔比为10%时达到最大,橙黄II溶液在4 h内色度去除率和化学需氧量(CODCr)去除率分别达到100%和87.73%,并且降解反应为非均相Fenton反应.研究了Fe-Al柱撑膨润土的重复使用性.催化剂循环使用4次,仍然具有良好的活性.

Fe-Al柱撑膨润土对水溶液中铅离子的吸附性能研究

以羟基铁铝为柱化剂制备了Fe-Al柱撑膨润土,并研究了其对水溶液中铅离子的吸附去除性能。结果表明:Fe-Al柱撑膨润土对水溶液中的铅离子有很好的去除效果,当其用量为20g/L时,水溶液中铅离子的吸附去除率达到88.4%;Fe-Al柱撑膨润土对水溶液中的铅离子的吸附在60min时达到平衡;溶液pH值对水溶液中铅离子的去除有一定的影响,中性和弱碱性条件下的去除率大于酸性时。平衡吸附量与吸附平衡浓度之间的关系符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程所描述的规律。

Fe、Al柱撑膨润土对锌离子的吸附性能

制备了Fe、Al柱撑膨润土,研究了其对水溶液中锌离子的吸附去除性能,结果表明:Fe、Al柱撑膨润土对水溶液中的锌离子有很好的去除效果,当其用量为0.5 g时,水溶液中锌离子的吸附去除率达到93.6%;Fe、Al柱撑膨润土对水溶液中的锌离子的吸附在60 min达到平衡;溶液pH对水溶液中锌离子的去除有一定的影响,在中性和弱碱性条件下的去除率大于酸性。平衡吸附量与平衡质量浓度之间的关系符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程所描述的规律。

Fe/Al改性膨润土对铬酸根的吸附性能研究

利用膨润土原矿提取了粒径小于2μm的膨润土胶体,经过钠质化处理后分别用聚羟基铁和聚羟基铝进行改性,然后用一次平衡法研究了改性膨润土对水体中铬酸根的吸附性能。结果表明,与原矿相比,改性膨润土对铬酸根的吸附量有了不同程度的提高,铁改性膨润土对铬酸根的吸附量大于铝改性者。CrO42-的吸附平衡浓度为0.5mmol·L-1时,Mt-1(Fe)、Mt-2(Fe)和Mt-3(Al)对铬酸根的吸附量分别为271.0mmol·kg-1、114.0mmol·kg-1和16.1mmol·kg-1。改性膨润土对铬酸根的吸附量随离子强度的增加而增大,随体系pH值的增加而减小。铬酸根在改性膨润土表面的吸附以专性吸附机制为主,静电吸附所占比例很小,一般不超过30%。这些研究结果可为开发新型水处理剂提供理论指导。

Fe/Al交联改性膨润土(MB)对偶氮染料的脱色研究

以铁铝双金属离子低聚物为交联剂,制备了Fe/Al交联改性膨润土(MB),用于处理含偶氮染料的废水。通过改变吸附时间、pH和甲基橙废水浓度及掺加共存无机阴离子等因素,研究了MB对甲基橙的脱色效果。结果表明,改性后的膨润土吸附能力显著增强,对甲基橙有较好的吸附脱色性能。当材料用量0.0200 g,处理甲基橙废水20 mL,废水pH值小于4,处理时间2 h,甲基橙的脱色率可达95%。其吸附甲基橙的过程符合Fre-undlich等温吸附模式,对甲基橙的最大饱和吸附容量为384 mg/g。我国膨润土储量大、价格低,以Fe/Al交联剂为改性剂对天然膨润土进行了改性,得到的MB材料是一类很好的环境友好型吸附剂。

Fe-Al柱撑膨润土吸附染料酸性大红的性能

制备了Fe-Al柱撑膨润土,研究了其对染料酸性大红的吸附去除性能,结果表明:Fe-Al柱撑膨润土对染料酸性大红有很好的去除效果,当其用量为0.1g时,染料酸性大红的吸附去除率达到92.6%;Fe-Al柱撑膨润土对染料酸性大红的吸附在60分钟达到平衡;pH值对染料酸性大红的去除有一定的影响,在酸性和碱性条件下的去除率大于中性。平衡吸附量qe与平衡质量浓度pe之间的关系符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程所描述的规律。

Fe-Al柱撑膨润土对水溶液中铜离子的吸附性能研究

制备了Fe-Al柱撑膨润土,研究了其对水溶液中铜离子的吸附去除性能,结果表明:Fe-Al柱撑膨润土对水溶液中的铜离子有很好的去除效果,当其用量为0.5 g时,水溶液中铜离子的吸附去除率达到90.7%;Fe-Al柱撑膨润土对水溶液中的铜离子的吸附在60 min达到平衡;溶液pH值对水溶液中铜离子的去除有一定的影响,在中性和弱碱性条件下的去除率大于酸性。平衡吸附量qe与平衡质量浓度ρe之间的关系符合Freundlich和Lang-muir等温吸附方程所描述的规律。

Ag对Fe/Al-PILC的SCR-C3H6脱硝特性的影响

为提高低温段(<300℃)铝柱撑蒙脱土负载铁基催化剂的脱硝效率,采用银离子对其进行修饰。通过超声浸渍法合成银-铁双金属催化剂,并于固定床反应器中评价催化剂性能。结果表明,Ag的引入显著改善了Fe/Al-PILC催化剂的低温催化活性。在250℃时,Ag-Fe/Al-PILC催化剂的NO转化率达到60%以上,高于Fe/Al-PILC催化剂20%的NO的转化率,其中,2.1Ag-Fe/Al-PILC在250℃时NO转化率达到82%,N2选择性达到100%。而且,引入银离子后的双金属催化剂保持了铁基催化剂较好的抗H2O和SO2性能。通过多种技术探究催化剂的微观结构和物理化学性质。根据N2吸附-脱附测试结果表明,双金属催化剂形成了稳定的整体结构,并具有较大的内比表面积。同时,XRD和UV-vis表征结果显示,在催化剂表面形成的银-铁固溶体、Ag+和Agn^δ+物种是影响其低温活性的关键因素。Ag-Fe/Al-PILC的低温活性与形成的银-铁固溶体有关,同时在催化剂表面形成的Ag+和Agn^δ+物种是影响其低温活性的关键因素。XPS结果表明,Ag和Fe之间存在电子转移,形成了双金属协同作用,改变了催化剂表面的银、铁成分含量及其价态。H2-TPR结果表明,Ag促使Fe/Al-PILC还原特征峰出现在低温区,提高了其低温还原性能。表面酸性的Py-FTIR分析结果表明,Ag-Fe/Al-PILC催化剂同时存在Lewis酸和Bronsted酸,且Ag提高了Bronsted酸的稳定性。

Al-Fe柱撑膨润土的制备及其对活性艳红X-3B的吸附

利用 Fe3+,Al3+与碱液反应制备出 OH- Fe离子、Keggin离子 ,并由此制备出不同 Fe/ ( Al+Fe)比值的 Al- Fe柱撑膨润土 ,并对其吸附有机染料——活性艳红 X- 3B的效果作了研究 (与其他几种改性膨润土进行了比较 ) .结果表明 :用 Al- Fe柱撑膨润土的层间距被明显撑大 ,有机污染物的去除率高 .

羟基Fe、Al柱撑蒙脱石对庆大霉素的吸附行为

以蒙脱石(Mont)为原料,在不同OH/Fe物质的量比(x)和Fe/Al物质的量比(y)柱撑条件下制备出系列羟基铁(x OH/Fe-Mont)、羟基铝(OH/Al-Mont)和羟基铁铝(y Fe/Al-Mont)柱撑蒙脱石,采用XRD和FT-IR对柱撑蒙脱石进行表征,并研究了柱撑改性对蒙脱石对庆大霉素(Gen)吸附行为的影响.结果表明:柱撑蒙脱石对Gen吸附量显著提高,且Mont(42.83mg/g)<<OH/Al-Mont(63.50mg/g)<1.5OH/FeMont(70.50mg/g)<<0.025Fe/Al-Mont(87.20mg/g),吸附Gen最佳p H值为9.等温吸附适于采用Freundlich方程拟合,吸附动力学符合伪二级动力学方程,吸附3h可超过平衡吸附量的80%.XRD分析表明,羟基铁和羟基铝主导柱撑(y≤0.5)蒙脱石层间距扩增是吸附量增加的主要原因,而y Fe/Al-Mont中y≥1.0时,层间距并不是吸附量变化的的主导机制;FT-IR分析表明阳离子交换是Gen和铝离子进入蒙脱石的主导机制.

铁柱撑膨润土联合Fenton反应Fe离子溶出量的影响因素

通过简单的离子交换方法制取得铁柱撑膨润土,并利用透射电镜对原土、钠化土及铁柱撑膨润土进行研究,以酸性大红3R为目标污染物,考察pH值、焙烧温度、焙烧时间及反应时间对铁柱撑膨润土联合Fenton反应过程Fe离子溶出量的影响情况。结果表明,在其他条件相同的情况下,溶液酸性越强,Fe离子溶出量越大,在焙烧实验中,Fe离子溶出量由焙烧时间和焙烧温度共同决定。在一定反应时间内,Fe离子溶出量随反应时间延长呈先增大后减小趋势,并研究了铁柱撑膨润土表面酸性及比表面积与酸性大红3R色度去除率的关系。

(Fe-Al)柱撑累托石催化过氧化氢氧化苯酚

制备了(Fe-Al)柱撑累托石催化剂。在苯酚浓度65.0 mg·L^(-1)和催化剂用量1.0 g·L^(-1)的条件下,考察了催化剂焙烧温度、初始pH和反应温度对苯酚催化过氧化氢氧化处理效果的影响,并运用XRD和TPR等手段对催化剂进行表征。结果表明,(Fe-Al)柱撑累托石催化剂层柱结构完全。在焙烧温度500℃、反应温度50 ℃和初始pH为6.0的条件下,催化剂具有最佳性能,反应240 min,苯酚去除率达100%,TOC去除率达67.0%,Fe溶出量为0.95 mg·L^(-1)。

OH-Fe-有机柱撑膨润土的制备及其对苯酚的吸附试验研究

研究了羟基铁(OH-Fe)-有机柱撑膨润土的制备方法,并将其作为苯酚的吸附剂,探讨OH-Fe-有机柱撑膨润土对苯酚吸附的影响因素及吸附机理.在原土进行钠化的基础上,做出铁柱撑剂对其进行无机柱撑改性;再用CTMAB对其进行有机柱撑改性.结果表明:有机改性的柱撑膨润土,能大幅度提高对苯酚的吸附能力.将OH-Fe-有机柱撑膨润土作为PRB的反应介质应用于修复苯酚污染的土壤和地下水是可行的.在有机吸附剂用量30 g/L、吸附时间45 min、pH为8的水体中苯酚(10 mg/L)去除率达到82.8%,处理后苯酚质量浓度达到地下水水质Ⅲ类标准.

铁柱撑膨润土/UV/Fenton催化降解五氯苯酚研究

研究了铁柱撑膨润土/UV/Fenton多相催化氧化降解五氯苯酚(PCP)的行为,探讨了反应过程中溶液初始pH、铁柱撑膨润土投加量、H2O2浓度等因素对光催化降解的影响。研究表明:在pH=9.0、铁柱撑膨润土投加质量浓度为50.0 mg/L、H2O2浓度为0.6 mmol/L的条件下,反应80 min后,铁离子质量浓度<0.5 mg/L,五氯苯酚降解率高达98%。实验结果表明,铁柱撑膨润土/UV/Fenton工艺对PCP具有良好的降解效果。

铁柱撑膨润土-Fenton氧化法处理酸性大红3R的降解机理

以典型的偶氮染料酸性大红3R作为研究对象,采用铁柱撑改性膨润土-Fenton氧化法联合对模拟染料废水进行处理。利用UV、IR、GC-MS等谱图分析手段来研究铁柱撑改性膨润土-Fenton氧化体系降解酸性大红3R的降解历程。对各种谱图的综合分析证明,经处理后的染料分子,其偶氮共轭发色体系完全被破坏,萘环发生开环反应。通过对各种谱图的解析,并结合相关资料,推测出了染料酸性大红3R的降解历程。

羟基铁柱撑蒙脱土-δ-MnO_2复合体Fenton催化降解亚甲基蓝

制备了一系列羟基铁柱撑蒙脱土-δ-MnO2复合材料,采用X射线粉末衍射(XRD)、比表面积(SBET)及扫描电子显微镜(SEM)研究其结构特征。结果显示:钙基蒙脱土的层间距为1.47 nm,经过柱撑之后,羟基铁撑蒙脱土的层间距增大到1.51 nm,羟基铁柱撑蒙脱土-δ-MnO2复合体为1.55 nm左右,并且比表面积较原土也有明显的增大。以亚甲基蓝为目标污染物,研究了其作为异相催化剂的催化性能,考察了溶液H2O2加入量、δ-MnO2含量及p H值等对亚甲基蓝降解性能的影响。结果表明,在实验条件下,催化剂的催化活性随H2O2浓度的增加而升高,当nFe/nMn=0.241时,催化活性最好,且有较大的p H适用范围。亚甲基蓝的异相催化降解过程符合准一级动力学方程。催化剂循环使用3次,仍然具有良好的活性。

Al-Ce柱撑膨润土的制备研究

以内蒙某地的钙基膨润土为原料,对其进行特性分析、钠化改型,再以改型膨润土为基质,采用常规水相合成法制备了蒙脱石层间Al-Ce柱撑化合物。借助X射线衍射分析(XRD),氮气吸附及扫描电镜(SEM)等分析手段,考察了Al/Ce摩尔比、柱撑剂反应温度、柱撑反应时间和柱撑化合物洗涤次数对柱撑膨润土在层间距(d001)、比表面积(BET)等性能方面的影响行为。结果表明,当n(Al)∶n(Ce)=5∶1,柱撑剂反应温度40℃,柱撑反应时间5 h,柱撑膨润土洗涤5次时,500℃煅烧后Al-Ce柱撑膨润土的层间距稳定在1.847 nm,比表面积达307.2 m^2/g,具有较好的热稳定性,可作为高性能柱撑膨润土加以应用。

含铁柱撑膨润土光催化降解Orange Ⅱ

制备了两种含铁柱撑膨润土(FeAlBent和FeBent),用XRD、BET、TEM对它们进行了性能表征。以偶氮染料OrangeⅡ为目标降解物,考察了它们作为复相Fenton催化剂的光催化性能,以及溶液的pH、H2O2浓度、催化剂用量对OrangeⅡ降解的影响,并与相应的均相Fenton反应进行了比较。结果表明FeAlBent和FeBent具有很高的比表面积(分别为194.2和114.6m2/g),用FeAlBent或FeBent作光催化剂的复相光助Fenton反应的催化性能明显优于相应的均相光助Fenton反应。此外复合铁铝柱撑膨润土(FeAlBent)比单一的铁柱撑膨润土(FeBent)在反应过程中具有更低的铁离子溶出量,它们还具有分离简单、重复使用性好等特点。

基于ICP-AES的膨润土胶体浓度分析方法

介绍了一种利用发射光谱测量胶体浓度的方法。研究了利用膨润土胶体的主要骨架元素定量胶体浓度的可行性和基于ICP-AES分析膨润土胶体浓度的方法。结果表明,采用HNO3-HF混合溶液浸泡的预处理方法可溶出绝大多数骨架元素;胶体含量与Si含量相关性较差,Mn的含量较低,不确定度大,而Fe和Al可作为膨润土胶体浓度检测的基准元素,其浓度与胶体浓度呈现良好的线性关系;样品的Fe/Al测量比值与荧光光谱分析法一致;加入内标元素Ni则显著提升了测量精度。