桉树遗态Fe/C复合材料对水中Cr(Ⅵ)的动态吸附探讨

为研究桉树遗态Fe/C复合材料(PBGC-Fe/C)对水中Cr(Ⅵ)的净化能力及其动态吸附过程,以PBGC-Fe/C吸附剂为固定床,选择溶液初始p H、进水流速、溶液初始浓度、吸附剂投加量和环境温度为影响因素开展动态吸附试验分析.结果表明:在溶液初始p H为2,进水流速为5.14 m L/min,吸附剂投加量为2 g和环境温度为35℃的条件下,PBGC-Fe/C对水中Cr(Ⅵ)的最佳平衡吸附容量达到10.72 mg/g;提高溶液初始p H、进水流速和溶液初始质量浓度或降低吸附剂投加量均可缩短反应穿透时间和衰竭时间;Thomas和Yoon-Nelson模型均能较好地描述PBGC-Fe/C对水中Cr(Ⅵ)的动态吸附过程,说明该吸附过程中内部扩散和外部扩散均为非限速步骤,吸附速率常数(kTh)随着进水流速的增大从1.3×10-3m L/(min·mg)升至2.6×10-3m L/(min·mg),随着溶液初始质量浓度的增大从2.7×10-3m L/(min·mg)降至1.4×10-3m L/(min·mg).研究显示,PBGC-Fe/C对水中Cr(Ⅵ)具有较好的动态吸附能力,具有较好的市场应用前景.

水热法制备Fe/C复合材料及其对地下水中三氯乙烯的降解性能

以蔗糖和无水三氯化铁为原料,以盐酸或氨水调节溶液pH(pH为2、4、6、8、10),采用水热-炭化法合成了一系列Fe/C复合材料(Fe/C-pH2、Fe/C-pH4、Fe/C-pH6、Fe/C-pH8、Fe/C-pH10),将Fe/C-pH10球磨成粒径在100~1000nm的产物,记为Fe/C-pH10-Q。采用SEM、XRD、TG、N_(2)吸附-脱附对Fe/C复合材料进行了表征,考察了其对三氯乙烯(TCE)的吸附和降解性能。结果表明,Fe/C复合材料中纳米零价铁(nZVI)和生物炭共同存在,nZVI随机分散在碳球或碳颗粒上,不发生团聚现象。随着反应液pH的增加,Fe/C复合材料中nZVI的含量和粒径从Fe/C-pH2的6.52%、25nm增加到Fe/C-pH10的36.35%、50nm,比表面积由Fe/C-pH2的369m^(2)/g减小到Fe/C-pH10的302m^(2)/g。Fe/C复合材料对TCE降解速率由大到小顺序为:Fe/C-pH10>Fe/C-pH8>Fe/C-pH6>Fe/C-pH4>Fe/C-pH2。Fe/C-pH10对TCE的去除率约为100%(48h)。球磨不会改变Fe/C复合材料中nZVI粒径、含量和材料的反应活性。此外,Fe/C-pH10-Q具有良好的地下传输性能,其流动性比市售nZVI和Fe/C-pH10显著提高。

香蒲衍生Fe/C复合材料的制备及吸波性能

生物质材料具有特异的微观形态和孔道结构,被认为是碳组分优良的形态遗传材料,且生物质材料来源广泛、价格低廉,亦符合国家可持续发展的战略需求。基于此,本文选取生物质香蒲为主要碳源,Fe3+为金属源,经原位吸附和碳热还原得到碳基底表面均匀负载的Fe纳米粒子(Fe/C复合材料),随着煅烧温度的升高,铁纳米粒子的结晶度增强;Fe/C-700复合材料在低频和高频具有多重共振行为,有助于介电损耗能力的提升;二维反射损耗结果显示,900℃的Fe/C复合材料的吸波性能最好,厚度为5 mm时,4.4 GHz处达到最大反射损耗-35 dB,复合材料优良的吸波性能取决于其较好的阻抗匹配特性和介电损耗与磁损耗的协同作用,本研究将为新型磁性碳基吸波材料的合成提供高效、便捷的合成策略。

毛竹遗态Fe/C复合材料对As(Ⅴ)污染土壤的钝化修复性能

选择广西红壤为背景土壤,以自制毛竹遗态Fe/C复合材料(PBGC-Fe/C)为钝化剂,对As(Ⅴ)污染土壤进行钝化修复,结合扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和红外光谱(FT-IR)的表征结果对钝化机制展开分析.结果表明:PBGC-Fe/C能有效钝化修复高浓度As(Ⅴ)污染土壤,在投加比例为5%、含水量为25%和材料粒径为100目的条件下,PBGC-Fe/C对500mg·kg^-1和1000 mg·kg^-1As(Ⅴ)污染土壤的稳定率分别可达80.95%和73.49%;毛竹炭遗态结构有吸附点位多的优势,酸性条件有利于土壤中As(Ⅴ)的钝化.PBGC-Fe/C不仅可吸附固定砷,同时可促使砷的形态转向稳定化,化学络合和离子交换在钝化修复过程中起主要作用.

毛竹遗态Fe_2O_3/Fe_3O_4/C复合材料对水中锑(Ⅲ)的吸附研究

以毛竹遗态Fe_2O_3/Fe_3O_4/C复合材料为吸附剂,锑(III)初始含量、溶液初始pH值、吸附剂投加量以及吸附剂粒径为影响因素开展吸附影响研究。结果表明,随着锑(III)初始浓度的升高,毛竹遗态Fe_2O_3/Fe_3O_4/C复合材料对锑(III)的吸附量逐渐增加;初始溶液pH为7时,对锑(III)的吸附效果最好,吸附量为4.782 1 mg/g;块状吸附剂对水中锑(III)的去除率和吸附量与粉末状吸附剂吸附效果相当。

毛竹遗态Fe_2O_3/Fe_3O_4/C复合材料吸附水中砷(Ⅴ)的工艺优化组合研究

以自制毛竹遗态Fe_2O_3/Fe_3O_4/C复合材料为吸附剂,选取溶液初始p H值、吸附剂粒径、吸附剂投加量、砷(V)初始浓度、吸附时间和温度为影响因素开展工艺优化组合寻求的正交实验研究,结果显示,工艺优化组合为:砷(V)初始浓度10 mg/L,溶液初始p H=3,温度为35℃,吸附剂粒径小于100目,吸附剂用量为0.6 mg/50 m L,吸附时间为7 h。

基于聚合反应制备的钛离子掺杂LiFePO_4/C复合材料

首先基于聚合反应合成FePO_4/PANI前驱体,再以为Li OH·H2O,FePO_4/PANI和PVA原料制备了Li FePO_4正极材料,此外再对其进行碳包覆以及Ti^(4+)掺杂,三种试样分别标记为Li FePO_4,Li FePO_4/C及LiFe_(0.96)Ti_(0.02)PO_4/C。通过XRD、EDS及充放电测试等手段表征了材料的微观结构与电化学性能。实验结果证明:试样的XRD图谱均与标准Li FePO_4图谱一致,不存在无定形碳衍射峰。与未掺杂试样Li FePO_4/C相比,LiFe_(0.96)Ti_(0.02)PO_4/C的电子电导率与其相近,但离子扩散系数有所改善,Ti^(4+)在晶格中均匀分布,因此与其他两试样相比,其电化学性能更好。试样在C/10、C/2、1C、3C及5C倍率下的放电比容量为158.7 m Ah·g^(-1)、153.3 m Ah·g^(-1)、147.6 m Ah·g^(-1)、136.4 m Ah·g^(-1)及123.5 m Ah·g^(-1),具有良好的倍率性能与电位稳定性。

毛竹遗态Fe_2O_3/Fe_3O_4/C复合材料对水中铬(Ⅵ)的吸附

以毛竹遗态Fe_2O_3/Fe_3O_4/C复合材料为吸附剂,研究铬(Ⅵ)不同的初始浓度、溶液初始pH不同、吸附剂不同的投加量、不同粒径的条件下对吸附效果的影响。结果表明:Cr(Ⅵ)溶液初始p H对吸附效果的影响最为显著,其次是吸附剂用量。温度、振荡时间、投加量等因素对Cr(Ⅵ)吸附作用影响不大。优化工艺的组合为:Cr(Ⅵ)浓度为10 mg/L,溶液初始pH=1,温度为45℃,吸附剂粒径小于100目,吸附剂用量为0.5 mg/50 mL,吸附时间为5 h。