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。

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.

MnO2@Fe3O4/石墨烯复合材料对水中Pb(Ⅱ)的吸附

以氧化石墨烯(GO)为原料制备MnO2@Fe3O4/石墨烯(RGO),考察吸附过程中MnO2@Fe3O4/RGO投加量、溶液pH值、初始浓度和吸附时间等因素对Pb(Ⅱ)的去除率和吸附量的影响,并运用BET比表面积测试法计算MnO2@Fe3O4/RGO的比表面积和平均孔径,采用扫描电子显微镜(SEM),振动样品磁强计(VSM),X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等对样品进行表征.结果表明:MnO2@Fe3O4/RGO的比表面积为89.164m^2/g,孔容为0.284cm^3/g;随着pH值在2~10范围内增加,复合材料对Pb(Ⅱ)的去除率先增大后减小,pH=6时达到最大值.通过4种等温吸附模型(Langmuir、Freundlich、Temkin、D-R模型)和4种吸附动力学模型(伪一级动力学、伪二级动力学、Elovich、颗粒内扩散模型)拟合发现,MnO2@Fe3O4/RGO对Pb(Ⅱ)吸附符合伪二级动力学模型.吸附等温线更符合Langmiur模型,属于典型的单分子层吸附,以化学吸附为主,最大吸附量为265.3mg/g.

等离子体辅助快速合成磁性Fe3O4/NaA复合材料及其CO2吸附性能

吸附法是捕集分离CO2等温室气体的重要方法,磁性复合材料能实现气固相快速分离而备受关注。本文利用介质阻挡放电等离子体处理方法,分别对磁性Fe3O4和分子筛前体进行处理,再通过水热法快速制备了Fe3O4/NaA复合材料。利用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜和元素扫描等技术进行了表征,并考察了复合材料中Fe3O4/NaA含量比对CO2吸附性能和磁性能的影响。结果显示,当Fe3O4的质量分数为23.2%时,Fe3O4/NaA复合材料既具有优异CO2吸附能力(2.10mmol/g),又具有较好的磁性(25.92emu/g),同时CO2吸附-脱附循环稳定性高,是一种新型磁性CO2吸附剂。在采用流化床吸附捕集CO2技术中,有望实现气固高效磁分离。

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%.

参杂有PbO的Fe_3O_4对Pb^(2+)的吸附研究

制备、表征了参杂有Pb O的Fe3O4,研究并优化了参杂有Pb O的Fe3O4的合成条件并用于研究其对Pb2+的吸附去除。探究了该吸附随着时间推移而引起的吸附动力学变化;分析了p H值、温度以及Pb2+初始浓度等因素对吸附的综合影响,探究了不同Pb2+初始浓度下吸附的平衡特性。结果表明,Pb2+在参杂有Pb O的Fe3O4上的吸附符合准二级动力学吸附方程和Langmuir等温模式。

Fe3O4/SiO2/PS的制备及对有机染料分子的吸附性能

采用乳液聚合法在Fe3O4@SiO2纳米粒子表面引发苯乙烯单体聚合,制备了聚苯乙烯修饰的Fe3O4@SiO2磁性复合微球(Fe3O4@SiO2@PS),研究了其对甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)的吸附性能。用透射电镜和扫描电镜对所制得样品进行了形貌表征。结果表明,复合材料中的Fe3O4粒径分布在150~220 nm范围内,粒径分布较均匀、分散性良好;用振动样品磁强计对样品的磁性能进行表征,Fe3O4@SiO2@PS复合粒子具有超顺磁性和较好的磁响应性;采用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪分析了复合粒子的结构和组成,用紫外-可见分光光度计测定有机染料分子的浓度,从而计算吸附量。Fe3O4@SiO2@PS复合粒子对甲基橙和亚甲基蓝具有良好的吸附性能,在2 h达到吸附平衡,MO和MB单位平衡吸附量分别为94.5 mg/g、167.8 mg/g;该磁性吸附剂吸附染料分子后,可以用乙醇进行解吸附,在保持原始最大吸附量的81%下,可重复使用4次。

可磁分离的“核-壳”结构Fe3O4@SiO2/Bi2WO6/Ag2O催化材料的制备及光催化性能研究

采用沉淀-沉积法制备了磁性Fe_3O_4@SiO_2/Bi_2WO_6/Ag_2O催化材料,利用XRD、SEM和UV-Vis-DRS光谱对其组成、形貌和光吸收特性进行表征。以氙灯模拟可见光,以罗丹明B为模拟污染物对所得催化剂进行性能评价,考察了不同Ag_2O复合量对Bi_2WO_6光催化剂反应活性的影响。结果表明,Fe_3O_4@SiO_2/Bi_2WO_6/Ag_2O的光催化活性明显优于纯Bi_2WO_6,当Ag_2O的复合量为0.6%时,催化剂的活性最好。催化剂的活性增强增强机理分析表明,Ag_2O的复合有效地降低了Bi_2WO_6的光生电子-空穴复合率,增加了Bi_2WO_6的可见光吸收范围。此外,该催化材料可进行磁分离,易于回收重复利用。

纳米Fe_3O_4的制备及其辅助吸附重金属离子的特性

采用自制半透膜水解法,以自制生物聚合铁为原料,以NaOH为沉淀剂,制备Fe3O4纳米粒子,并用XRD和TEM等方法对产物进行了表征,研究它对Pb2+,Cu2+及Cr(Ⅵ)的辅助吸附及分离特性.结果表明:Fe3O4纯度较高,平均粒度在15nm左右;利用Fe3O4的大比表面和表面原子配位不足及顺磁性的特点,将其与浮游球衣菌复合,提高了对重金属离子的吸附效果,该复合吸附剂经再生可重复使用;纳米Fe3O4粒子可成为浮游球衣菌的絮凝核心而有助于体系的澄清.

氨基化磁纳米Fe_3O_4对铅离子的吸附研究

采用水热法制备了一种氨基化磁纳米Fe3O4粒子,并采用X-射线衍射、透射电镜和红外光谱对该材料进行了表征。研究了氨基化磁纳米Fe3O4在不同pH、反应时间、添加量和初始金属离子浓度下对Pb2+的吸附能力。结果表明:在pH 8.5、分析时间为10 min时对Pb2+的吸附率可达90%以上;随着氨基化磁纳米Fe3O4添加量的增加,其对Pb2+的吸附能力也增强;随着Pb2+初始浓度的增加,氨基化磁纳米Fe3O4对Pb2+的吸附率降低。氨基化磁纳米Fe3O4对Pb2+的吸附动力学和热力学分别符合准二级吸附模型和Langmuir等温吸附模型。不同浓度盐酸对保留在氨基化磁纳米Fe3O4上的Pb2+的脱附影响研究结果显示:0.1～2.0 mol.L-1盐酸对氨基化磁纳米Fe3O4材料的脱附率均可达到85%以上,说明该材料具有循环利用的可能。

负载Fe_3O_4/TiO_2β-环糊精聚合物的制备及应用

实验采用β-环糊精与丙二酸反应获得一种β-环糊精(β-CD)的聚合物,通过分解负载法,将制得的Fe_3O_4/Ti O2磁性复合物负载到该聚合物上得到负载Fe_3O_4/Ti O2β-CD聚合物。制备聚合物的优化实验条件为:β-CD与丙二酸物质的量比为1:4,100℃下反应4h。当Fe_3O_4/Ti O2磁性复合物与丙二酸-β-CD聚合物质量比为1:5制备到的负载Fe_3O_4/Ti O2β-CD聚合物含钛量84577.16 mg·kg-1、含铁量12811.82 mg·kg-1,SEM表明它的粒径为0.033μm。该负载Fe_3O_4/Ti O2β-CD聚合物对罗丹明B的光催化降解效率为56.04%。对金属离子的吸附实验表明对Cr6+吸附率为59.64%,对Cu2+吸附率为71.02%。

功能化壳聚糖磁性微球的制备及其对Cr^(3+)、Ni^(2+)的吸附

以经SiO_2包覆的Fe_3O_4和4-氯苯基异氰酸酯修饰的壳聚糖为原料,六亚甲基双异氰酸酯(HDI)为连接剂,制得功能化Fe_3O_4@Si O_2-壳聚糖磁性微球(磁性微球C),并利用SEM、FTIR对其进行表征,考察了所得磁性微球C对Cr^(3+)和Ni^(2+)的吸附性能。结果表明:磁性微球C的平均粒径为520 nm左右且分散性好。对Cr^(3+)、Ni^(2+)的吸附在60 min内达到平衡,在吸附剂质量为0.2 g,Cr^(3+)浓度为2.5 mmol/L,p H=3.0时,Cr^(3+)的单位吸附量为191.1 mg/g;在Ni^(2+)浓度为0.1 mmol/L,pH=5.0时,Ni^(2+)的单位吸附量为4.725 mg/g。所测等温吸附数据既符合Langmuir模型,也符合Freundlich模型。

功能化壳聚糖磁性微球的制备及其对Cu^(2+)的吸附行为

用正硅酸四乙酯(TEOS)修饰Fe_3O_4表面,并将其与经4-氯苯基异氰酸酯改性的壳聚糖通过六亚甲基双异氰酸酯(HDI)连接,制得功能化Fe_3O_4@SiO_2-壳聚糖磁性微球(磁性微球C),采用扫描电镜、傅里叶红外光谱仪等手段对其进行表征,考察了所得磁性微球C对Cu2^(+)的吸附性能。结果表明:所得磁性微球C平均粒径520nm左右、分散性好,对Cu2+吸附在30min内达到平衡,在吸附剂用量为0.1g,Cu^(2+)浓度为0.02mol/L,pH=5时,吸附量可达到55.46mg/g,吸附等温数据既符合Langmuir模型,也符合Freundlich模型。

功能化纤维素磁性微球的制备及其对Cu^(2+)的吸附行为

用正硅酸四乙酯(TEOS)修饰Fe_3O_4表面,并将其与经4-氯苯基异氰酸酯改性的纤维素通过六亚甲基双异氰酸酯(HDI)连接,制得功能化Fe_3O4_@SiO_2-纤维素磁性微球(磁性微球C),并采用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)等对其进行表征,考察了所得磁性微球C对铜离子(Cu^(2+))的吸附性能。结果表明:所得磁性微球C平均粒径为573 nm左右,分散性好,对Cu^(2+)吸附在30 min内达到平衡,在吸附剂质量为0.1 g,Cu^(2+)浓度为0.02 mol/L,p H=4时,吸附量可达到44.23 mg/g,吸附等温数据符合Langmuir模型。

壳-核结构Fe_3O_4/MnO_2磁性吸附剂的制备、表征及铅吸附去除研究

采用共沉淀法制备了具有壳-核结构的磁性吸附剂Fe3O4/MnO2,对其性质进行了系统表征,并对其铅吸附行为进行了初步研究.透射电镜(TEM)结果表明,Fe3O4/MnO2为大小不规则的纳米级细小颗粒.X-射线衍射仪(XRD)表征结果表明,Fe3O4/MnO2具有尖晶石的结构.振动样品磁强计(VSM)测得比饱和磁化强度为54.7 A·m2·kg-1,吸附剂磁性较强,易于磁分离;BET比表面积为76.5 m2·g-1.吸附试验结果表明,Fe3O4/MnO2对铅具有良好的去除效果(特别是在低平衡浓度情况下),最大吸附量为142.0 mg·g-1(pH=5.0);Langmuir等温线能更好地拟合Fe3O4/MnO2对溶液中铅的吸附(R2=0.852);吸附速率较快,在初始30 min内可达到平衡吸附量的80%,准二级动力学模型(R2=0.959)能较好地描述吸附过程;溶液pH对Fe3O4/MnO2吸附铅的影响较为明显,随pH升高,吸附量增大,但离子强度变化对吸附影响不大.

磁性Fe_3O_4@SiO_2粒子的制备及对孔雀石绿的吸附性能

以FeCl_3·6H_2O和FeCl_2·4H_2O为原料,在碱性条件下水解制备磁流体Fe_3O_4,然后通过正硅酸乙酯水解在磁流体外层包覆一层SiO_2.采用静态吸附的方法吸附溶液中的孔雀石绿,考察相关因素对其吸附性能的影响.结果显示,Fe_3O_4@SiO_2粒子对孔雀石绿的吸附在40 min基本达到吸附平衡,pH为7.0时吸附效果最佳.吸附动力学研究表明,吸附过程更符合Lagergren准一级动力学模型.实验数据与Langmuir方程有很好的拟合度,吸附是单分子层吸附.

Fe_3O_4/Ag磁性纳米颗粒去除水中的铅离子

采用水相共沉淀法制备小尺寸磁性Fe3O4纳米颗粒,以没食子酸作为还原剂和表面修饰剂,还原Ag[(NH3)2]+制备出Fe3O4/Ag磁性纳米颗粒。研究该磁性纳米颗粒对水溶液中铅离子的吸附行为,研究结果表明,pH为7.0,吸附温度30℃时可得到最好的处理效果,铅的去除率可达99.7%以上,Fe3O4/Ag颗粒吸附行为符合二级动力学模型(R2>0.99)。该磁性纳米颗粒经过多次再生处理后,仍具有很好的吸附效果,表明Fe3O4/Ag在水处理方面拥有良好的应用前景。

NH_2-Fe_3O_4纳米粒子修饰电极测定水样中的微量铅和铜

采用一步法合成了氨基化四氧化三铁(NH_2-Fe_3O_4)磁性纳米材料,并以XRD,IR等手段对其进行了表征.将NH_2-Fe_3O_4组装到磁性玻碳电极表面,得了NH_2-Fe_3O_4修饰的磁玻碳电极,并以该修饰电极为工作电极,研究了其电化学性能.利用差分脉冲溶出伏安法研究了铅(Ⅱ)离子和铜(Ⅱ)离子在该修饰电极上的电化学行为.结果表明:NH_2-Fe_3O_4纳米粒子可显著提高Pb^(2+)和Cu^(2+)在电极表面的富集量,提高溶出峰电流.由于差分脉冲溶出伏安曲线中Pb^(2+)和Cu^(2+)的溶出峰电位差较大,且没有相互干扰,所以该电极可用于Pb^(2+)和Cu^(2+)的同时测定.

铁锰复合吸附剂的制备及研究

通过对MnO_2和Fe_3O_4的复合制剂的化学性能进行深入研究,分析其对水中Pb^(2+)、Cu^(2+)的吸附能力。并用试验的形式证明了铁锰复合吸附剂对水中Pb^(2+)、Cu^(2+)的吸附效果,及温度和水体的酸碱度对其吸附能力的影响。

巯基表面修饰磁性复合纳米粒子用于重金属离子去除的研究

采用化学共沉淀法合成磁性Fe3O4纳米粒子,并且利用正硅酸乙酯(TEOS)的水解和凝聚作用在Fe3O4纳米粒子表面沉积包覆一层SiO2,合成核壳式的Fe3O4@SiO2复合纳米粒子。以Fe3O4@SiO2纳米粒子为基体,将(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷嫁接到纳米粒子表面,制备出巯基功能化的纳米材料,将其应用于对重金属离子的吸附。由于功能化纳米粒子具有超顺磁性,为纳米粒子吸附重金属粒子后的分离提供了便利。通过TEM、XRD、FTIR、VSM等手段对Fe3O4@SiO2复合纳米粒子进行表征。