Fe2O3-AC吸附剂对水中对硝基苯酚的吸附动力学研究

对Fe改性活性炭制得Fe2O3-AC吸附剂,并用于对硝基苯酚废水处理;通过静态试验方法研究所制备吸附剂对水溶液中对硝基苯酚的吸附等温和吸附动力学过程。结果表明,Fe2O3-AC吸附剂对废水中对硝基苯酚的吸附过程符合Langmuir等温方程,对硝基苯酚最大吸附量可达286.4 mg/g,内扩散不是吸附过程唯一的控制步骤,准2级动力学模型能更好的反映Fe2O3-AC吸附剂对对硝基苯酚的吸附机理。

Fe、La掺杂和氧缺陷对CeO_(2)表面吸附As_(2)O_(3)的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论研究了As_(2)O_(3)(g)在Fe、La掺杂CeO_(2)(110)表面及氧缺陷LaCeO(110)表面的吸附行为,探索了LaCeO表面砷吸附能力显著高于FeCeO表面的主要原因。结果表明,As_(2)O_(3)(g)的吸附效果与吸附位点数量、吸附能、键长和电荷转移密切相关。纯CeO_(2)表面的吸附主要为化学吸附,吸附能绝对值大于−4.22 eV,电荷转移量为(−0.19)−(−0.31)e,As_(2)O_(3)得到电荷带负电,起表面受主作用,因此吸附量较小。FeCeO(110)表面新增Fe顶位和Bridge-2桥位两个吸附位,其中,Fe顶位为化学吸附,Fe掺杂改变了FeCeO表面电子分布和晶格结构,但并未改变As_(2)O_(3)与FeCeO之间的电荷转移方向,因此,As_(2)O_(3)仍呈负离子形式吸附。LaCeO(110)表面新增了三个吸附位:La顶位、Bridge-3桥位和Hollow-2空位,La掺杂改变了As_(2)O_(3)与LaCeO之间的电荷转移方向,使得As_(2)O_(3)失电子呈正离子吸附,起表面施主作用,因此,吸附能力增强。无O_(2)环境下,单一O缺陷LaCeO(110)表面吸附能力低于完整LaCeO表面;有O_(2)环境下,O缺陷有利于As_(2)O_(3)的吸附。

Fe2O3含量对青花色料呈色的影响

实验以二氧化三铁、氧化钴、氧化锰、釉果为主要原料,采用单因素实验法,探究了青花色料中Fe2O3/CoO对青花瓷色度值、微观结构、晶相组成的影响。实验结果表明,随着青花色料配方中Fe2O3/CoO比值增大,青花瓷着色区域表面析出大量的1~3μm磁铁矿晶体并且发育越来越好,使得青花瓷呈现黑色调增强蓝色调减弱的现象。

Fe_3O_4/壳聚糖复合纳米粒子吸附剂的制备及其对Pb^(2+)吸附性能

用乙二醇为溶剂,三氯化铁和尿素为起始反应试剂,柠檬酸为粒子表面修饰剂,通过一步溶剂热法制备Fe3 O4纳米粒子,然后以一定浓度配比的Na2 SO4与NaOH混合液为沉淀剂,通过沉淀聚合法制备Fe3 O4/壳聚糖复合纳米粒子吸附剂。利用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱(IR)、透射电子显微镜(TEM)和物理特性测试仪(PPMS)表征样品的结构、形貌和磁性能,并使用原子吸收分光光度计(AAS)评价吸附剂对Pb2+的吸附去除性能。结果表明,Fe3O4/壳聚糖复合纳米粒子吸附剂是由磁性Fe3O4纳米球形粒子和鱼卵状壳聚糖纳米粒子聚集体复合而成,该吸附剂对Pb2+有很好的吸附去除性能,它对Pb2+的等温吸附线符合Langmuir模型,在温度298k和pH值5时,吸附剂对Pb2+的饱和吸附量为105.5mg/g。

凹凸棒黏土负载纳米TiO_2-Fe_3O_4吸附剂的制备及Cr(Ⅵ)的脱除

采用溶胶-凝胶法、一锅反应法制备了负载纳米TiO_2和Fe_3O_4的凹凸棒黏土(TiO_2-Fe_3O_4-ATP)吸附剂,并进行了模拟废水中Cr(Ⅵ)的吸附及脱附性能的研究。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和EDS等分析方法对ATP负载纳米TiO_2-Fe_3O_4前后结构进行了表征,考察了物料配比及吸附时间、pH值、温度、投加量和初始质量浓度对Cr(Ⅵ)吸附率的影响。结果表明,吸附剂在Ti元素含量与负载总量的摩尔比为3∶4时吸附效果最佳。当吸附剂质量为0. 6 g,Cr(Ⅵ)离子初始质量浓度小于0. 8 mg/L时,pH=6,温度20℃,吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附率为79. 8%。TiO_2-Fe_3O_4-ATP吸附剂对Cr(Ⅵ)离子吸附满足Freundlich模型。在20～40℃条件下,吸附过程ΔG <0、ΔS=-43. 55 J/(mol·K)、ΔH=-14. 36 k J/mol,表明该吸附是个自发、熵减、放热的过程。吸附过程符合准二级动力学模型,吸附速率控制步骤以表面化学反应为主。TiO_2-Fe_3O_4-ATP吸附剂在循环使用4次后,吸附率仍能达到65%以上。

氧化剂-Fe2O3复合吸附剂强化脱除气相砷的研究

采用化学浸渍法制备了氧化剂-Fe2O3复合吸附剂,即H2O2-Fe2O3、NaClO-Fe2O3和NaBr-Fe2O3,在自制的砷发生和固定床吸附反应一体化实验装置上,考察Fe2O3原样和以上3种复合吸附剂对气相As2O3的氧化吸附,通过高效液相色谱-氢化物发生-原子荧光光谱联用技术,对吸附产物中砷的总量和价态进行无损检测,深入探究Fe2O3、NaBr-Fe2O3吸附剂对As(Ⅲ)/As(V)催化氧化的作用机制。结果表明,Na Br-Fe2O3的吸附能力显著增强,砷吸附量约为Fe2O3原样的2.3倍,而浸渍NaClO或H2O2对吸附性能无明显改善。Fe2O3原样及Na Br-Fe2O3复合吸附剂,均能够催化氧化As(Ⅲ)为As(V);当溴负载量不同(nFe2O3/n Br-=1:1、1:2和1:3)时,负载量越高,催化氧化能力越强,吸附能力也越强。Fe2O3原样对气相砷的氧化吸附遵循Mars-Maessen晶格氧氧化机制,烟气中必须存在O2才能进行As(Ⅲ)氧化反应;而Na Br-Fe2O3吸附剂在无O2存在时,仍能发生As(Ⅲ)的氧化反应,其原因是因为Br-的强电负性,激发了Fe2O3自有的Fe-O键的活性,使其易放出活跃的体相氧,从而提高对As(Ⅲ)的催化氧化吸附活性,而自身被还原成Fe3O4。

羧甲基化壳聚糖-Fe_3O_4纳米粒子的制备及对Zn^(2+)的吸附行为

以共沉淀法制备纳米Fe3O4通过在颗粒表面接枝羧甲基化壳聚糖(CMC),制备一种新型磁性纳米吸附剂,用透射电镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)等对其进行了表征,并考察了吸附剂对Zn2+的吸附性能．结果表明,制备的磁性纳米吸附剂平均粒径18 nm,粒子中CMC的含量约5％．该吸附剂对Zn2+吸附速率很快,在2 min内基本达到平衡,能有效去除Zn2+等温吸附数据符合Langmuir模型,饱和吸附容量为20.4 mg·g-1,吸附常数为0．0314 L·mg-1．热力学计算表明吸附为放热过程,焓变为-5．68 kJ·mol-1．

金属氧化物吸附剂干法脱除气相As_2O_3实验研究

利用自制 As2 O3连续发生装置，在固定床反应器上研究了金属氧化物 CaO、F e2 O3、Al2 O3对煤燃烧高温烟气中气相砷的吸附特性。600～900℃温度的吸附实验结果表明，金属氧化物 CaO、Fe2 O3吸附剂对气相 As2 O3的吸附以化学吸附为主，随着吸附温度的升高，吸附量与吸附效率逐渐减小；3种金属氧化物的气相固砷能力依次为 Fe2 O3＞CaO＞Al2 O3；研究了气相砷浓度对吸附剂固砷量的影响特性，当气相砷体积浓度在4．5×10^－6～13．5×10^－6变化时，不会有吸附饱和的现象发生，当吸附剂种类一定时，吸附效率仅与吸附温度有关，对于不同气相砷浓度保持相同的吸附温度可以获得相同的吸附效率。

磁性Fe_3O_4@SiO_2@CS镉离子印迹聚合物的制备及吸附性能

以SiO2包覆的纳米Fe3O4为载体,壳聚糖(Chitosan,CS)为功能配体,γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷为交联剂,制备了磁性Fe3O4@SiO2@CS镉离子印迹聚合物(Magnetic ion-imprinted polymer,M-IIP).采用扫描电镜和红外光谱对该磁性印迹聚合物进行了表征.结果表明,壳聚糖在环氧基硅烷交联作用下,实现了印迹壳层在磁性Fe3O4表面的接枝,该印迹材料是边长为60～120 nm的立方体.吸附性能实验表明,M-IIP对Cd(Ⅱ)的吸附符合一级动力学吸附模型;M-IIP对Cd(Ⅱ)/Cu(Ⅱ),Cd(Ⅱ)/Zn(Ⅱ),Cd(Ⅱ)/Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)/Hg(Ⅱ)的相对选择系数分别为2.92,3.43,8.97和9.20.原子吸收光谱检测结果表明,该磁性Fe3O4@SiO2@CS离子印迹聚合物可用于水溶液中Cd(Ⅱ)的分离,Cd(Ⅱ)回收率在98%以上.

桉树遗态Fe_2O_3-Fe_3O_4/C复合材料的制备及其对水中锑(Ⅲ)的吸附研究

以桉树为植物模板,通过氨水浸提、硝酸铁浸渍和马弗炉有氧焙烧等处理制备获取桉树遗态Fe2O3-Fe3O4/C复合材料,借助扫描电镜和X射线衍射分析仪等手段对其进行了结构和性质分析;通过吸附试验研究了初始Sb(Ⅲ)含量、pH、吸附剂投加量以及吸附剂粒径对吸附效果的影响。结果表明,获取的复合材料很好地保留了桉树自身固有的植物本征结构,且Fe2O3和Fe3O4是其主要组成部分,呈现出其对水中Sb(Ⅲ)的良好吸附性能;随着Sb(Ⅲ)初始含量的增加,桉树遗态Fe2O3-Fe3O4/C复合材料对Sb(Ⅲ)的吸附量增大;温度对吸附除Sb(Ⅲ)没有明显影响;初始溶液pH为8时,Sb(Ⅲ)的去除效果最好;适宜吸附剂投加量为0.5 g/50 mL;吸附剂粒径小利于吸附率的提高,但块状材料也显示出良好的吸附性能。

掺杂Fe_2O_3对吸附相反应技术制备TiO_2的形貌和光催化性能的影响

利用吸附相反应技术制备得到了掺杂不同浓度的Fe2O3的TiO2复合光催化剂。通过透射电子显微镜(TEM)、紫外可见光谱和X射线衍射(XRD)研究不同掺杂浓度对TiO2形貌和结晶过程的影响,并利用3种波长光源下的甲基橙光降解实验考评了各个复合光催化剂的催化活性。结果表明,掺杂后复合光催化剂中Fe2O3分散性较好较均匀。在TiO2紫外可见吸收光谱中由于Fe2O3的掺杂而出现了红移,而且随着掺杂浓度增加红移越来越明显,复合光催化剂的禁带宽度也越来越小。在焙烧过程中无定形Fe2O3或Fe3+进入了TiO2的晶格结构,从而抑制了TiO2的结晶过程。半导体禁带宽度的减少以及TiO2结晶过程的抑制作用,都导致紫外光下复合光催化剂催化活性的降低。但Fe2O3的掺杂也使得复合光催化剂在可见光区出现了一定的光催化活性。

Fe_3O_4/SiO_2复合粒子的制备及对Cd^(2+)的吸附性能研究

采用共沉淀法制备出粒径为10nm左右、具有超顺磁性的Fe3O4纳米粒子,在Fe3O4纳米粒子外包覆SiO2合成了磁性Fe3O4/SiO2复合粒子,研究了该复合粒子对水溶液中Cd2+离子的吸附性能.利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱(FTIR)、振动样品磁强计(VSM)和原子吸收分光光度计(AAS)对样品进行表征,考察了SiO2不同包覆量对吸附剂吸附性能的影响.结果表明:随着SiO2包覆量的增大,SiO2壳层厚度增大,内核中包埋的Fe3O4粒子数量增多,Fe3O4/SiO2复合粒子尺寸随着增大,由50nm左右增大到300 nm左右;Fe3O4纳米粒子表现出了良好的磁性能,比饱和磁化强度达73.6A·m2·kg-1,Fe3O4/SiO2复合粒子的比饱和磁化强度随SiO2包覆量的增大而逐渐减小;Fe3O4/SiO2复合粒子的吸附率随着SiO2包覆量的增多而逐渐增大,最大吸附率为91.0%.

NiO/γ-Al_2O_3吸附剂表面的噻吩反应吸附性能研究

以γ-Al2O3为载体,通过等体积浸渍法制备了负载型NiO/γ-Al2O3吸附剂,对含噻吩的模拟汽油进行反应吸附脱硫,考察了NiO负载量、模拟汽油硫含量及活性组分的形态对反应吸附脱硫性能的影响,用XRD、BET比表面积分析、SEM-EDS等分析方法对吸附剂进行了表征。实验结果表明:NiO负载量16(wt)%时达到单层分散,其穿透硫容5.767mg/g,随NiO负载量的增加,穿透时间逐渐增长,穿透硫容逐渐增加,结晶态NiO的出现对反应不利;模拟汽油硫含量变化对吸附剂的穿透硫容影响较小;吸附剂还原前后对噻吩的反应脱除效果基本相同。

聚甲基丙烯酸-Fe_3O_4纳米吸附剂的吸附性能

以共沉淀法制备纳米Fe3O4，通过在颗粒表面接枝聚甲基丙烯酸（PMAA），制备了一种新型磁性纳米吸附剂．用透射电镜（TEM）、X-衍射分析（XRD）等对其进行了表征，并考察了它对酸性玫瑰红B（RB）的吸附性能．结果表明，制备的磁性微球平均粒径18nm．该吸附剂能有效去除RB，吸附速率很快，在5min内基本达到平衡．等温吸附数据符合Langmuir模型，饱和吸附容量为0．2mg／mg,吸附常数为7．2mL／mg．吸附为吸热过程，288—318K时，焓变为18kJ／mol.

用于烟气脱硫的CuO/Al_2O_3吸附剂研究

用CuO/Al2O3脱硫吸附剂对燃煤电厂进行烟气干法脱硫是一种先进的脱硫技术.考察了脱硫剂CuO在载体的分散状态、焙烧温度对Al2O3吸附剂载体结构的影响、脱硫剂制备时要考虑的问题、脱硫反应的温度等因素对吸附剂脱硫效果的影响.实验证明:CuO在Al2O3载体上是单层分散的;焙烧温度过高会使载体烧结、脱硫活性下降,脱硫吸附剂必须用还原气体进行再生;要用Cu(NO3)2溶液做浸渍液,用等体积浸渍法制备脱硫剂;在400～430℃之间进行脱硫反应是最合适的.在合理的条件下,得到了良好的脱硫效果.

桉树遗态Fe2O3/Fe3O4/C复合材料吸附Sb(Ⅲ)的动力学和热力学研究

以制备获得的桉树遗态Fe2O3/Fe3O4/C复合材料为吸附剂,研究了Sb(Ⅲ )不同初始质量浓度和不同温度下,其对模拟废水中Sb(Ⅲ)的静态吸附特征。结果表明,初始质量浓度为5、10和50 mg/L Sb(Ⅲ)的吸附动力学曲线有相同的变化趋势,但吸附平衡时间随初始浓度的增大而提高;4种动力学模型的拟合和回归分析显示,遗态材料对Sb(Ⅲ)的吸附动力学特征很好地遵循准2级动力学模型(R2>0.99);在25、35、45℃试验条件下,遗态材料对Sb(Ⅲ)的吸附量均随着溶液平衡浓度的增加而增加,但随温度升高呈下降趋势,遗态材料对Sb(Ⅲ)的等温吸附更适合用Freundlich等温模型拟合(R2>0.97)。

不同湿度的H_2S在Fe_2O_3表面的吸附反应研究

研究了H2S在Fe2O3表面的吸附反应过程,考察了温度,H2S湿度,H2S起始体积分数,Fe2O3湿度对吸附反应的影响。结果表明:温度的降低,H2S湿度和起始体积分数的增加,均促进吸附反应;而且当Fe2O3的湿度为10%时,吸附H2S的体积分数最大。干燥的H2S在干燥的Fe2O3表面也发生吸附反应,生成FeS,对设备产生一定的腐蚀作用。

Fe_3O_4-壳聚糖磁性微球的制备及对Cu^(2+)的吸附性能

用壳聚糖包覆羧基化Fe3O4磁性纳米粒子制备了Fe3O4-壳聚糖磁性微球,分别用X-射线衍射、扫描电镜、热重分析等方法和手段对所制备的样品进行了结构表征.利用原子吸收光谱,探讨了时间、pH值、Cu2+浓度等对Fe3O4-壳聚糖磁性微球吸附溶液中Cu2+量的影响.结果表明:Fe3O4-壳聚糖磁性微球粒径分布较均匀,平均粒径约为110 nm;Fe3O4-壳聚糖磁性微球能够吸附Cu2+,最大吸附量可达21.3 mg/g.随着吸附剂用量的增加、温度的升高,单位吸附量减小,室温下吸附较佳;Cu2+初始浓度、pH对吸附的影响很大,Cu2+初始浓度在120 mg/L,5.0<pH<7.0时吸附较好;随着吸附时间的增加,单位吸附量也增加,8 h时基本达到吸附平衡.

Fe_3O_4/丙烯酸系磁性微球的制备及对Hg^(2+)、Cu^(2+)、Ni^(2+)的吸附

以二乙烯苯为交联剂,采用悬浮聚合法制备了Fe3O4/丙烯酸系磁性吸附剂。聚合条件为:n(丙烯酸甲酯)∶n(二乙烯苯)=17∶1、w(引发剂)=1%、反应温度75~80℃、反应时间6 h。采用X射线衍射(XRD)、红外(IR)、热重分析(TGA)等对其进行了表征,并考察了它对金属离子的吸附性能。结果表明,制备的磁性吸附剂粒径35~55μm,w(Fe3O4)≈18%。吸附容量随pH升高而增加。饱和吸附容量qm(mmol/g)为:Hg2+2.3,Cu2+2.2,N i2+1.1。采用Lagergrent方程计算的吸附速率常数kad(m in-1)分别为:Hg2+0.023,Cu2+0.034,N i2+0.036。吸附剂可用c(H2SO4)=1 mol/L或c(HNO3)=0.5 mol/L再生。

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。