磁性纤维素/Fe_3O_4/活性炭复合材料吸附刚果红性能研究

采用NaOH/硫脲/尿素混合水溶液低温溶解的绿色工艺快速溶解纤维素,并以纤维素、Fe3O4、活性炭为原料制得磁性纤维素/Fe3O4/活性炭复合吸附剂,运用XRD、SEM、TGA等技术手段对其进行了全面表征。将刚果红溶液作为目标污染物,考察了吸附剂投加量、溶液初始浓度等对吸附效果的影响,并对吸附动力学、热力学进行了探讨。结果表明,增大溶液初始浓度能有效提高吸附量;去除率随着吸附剂投加量的增加而提高。磁性纤维素/Fe3O4/活性炭复合吸附剂对刚果红偶氮染料的吸附等温线符合Freundlich模型,吸附过程符合拟二级动力学方程,内扩散为主要控速步骤。吸附是熵推动的自发放热过程,低温有利于反应的进行。

磁性Fe_3O_4/活性炭对电镀废水中Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

目的获得吸附性能、磁分离性能和再生性能较佳的磁性Fe_3O_4/活性炭吸附剂(MAC)。方法通过化学共沉淀法制备出磁性Fe_3O_4/活性炭吸附剂。采用X-射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对活性炭进行表征。使用磁性Fe_3O_4/活性炭吸附电镀废水中的Cr(Ⅵ),考察吸附剂用量、吸附pH值和吸附时间对吸附性能的影响,并研究了吸附动力学模型。利用磁铁对磁性Fe_3O_4/活性炭进行了回收。结果制备的磁性Fe_3O_4/活性炭中含有纯度较高的立方相磁性Fe_3O_4粒子。在温度为25℃、pH=3、吸附时间为120 min、吸附剂用量为0.15 g时,对Cr(Ⅵ)的去除率最高,达到了97.44%,吸附动力学符合拟二级动力学模型。电镀废水中共存阳离子会使吸附性能增强,共存阴离子会使吸附性能降低。磁性Fe_3O_4/活性炭的回收率达93.58%,6次解吸-再生后,吸附量仍较高,为27.17 mg/g。结论磁性Fe_3O_4/活性炭吸附剂对电镀废水中的Cr(Ⅵ)具有较高的去除率,吸附剂回收方法简单,回收率高,具有较好的应用前景。

粉末活性炭-Fe_3O_4磁性材料-H_2O_2类Fenton体系降解亚甲基蓝研究

采用粉末活性炭(PAC)-Fe_3O_4磁性材料与H_2O_2组成类Fenton体系降解亚甲基蓝模拟废水,并使用X射线衍射仪、扫描电镜表征磁性材料。结果表明,PAC表面负载的铁氧化物为具有磁性的Fe_3O_4,Fe_3O_4近似球形均匀的负载在PAC表面。该类Fenton体系在PAC-Fe_3O_4磁性材料50 mg、H_2O_2投加量为30μL、p H为3、温度为40℃、反应180 min的条件下降解100 m L质量浓度为200 mg/L亚甲基蓝效果最好,亚甲基蓝和COD去除率分别为100%和94.42%。PAC-Fe_3O_4磁性材料-H_2O_2类Fenton体系对亚甲基蓝有良好的降解效果。

活性炭负载Pt／Fe3O4催化剂及其选择性转移加氢肉桂醛的催化性能

利用Pt（Ⅳ）和Fe（Ⅱ）前驱体间的还原电势差引发的氧化还原反应合成了平均颗粒尺寸约为100nm的一系列活性炭负载型Pt／Fe3O4催化剂．Fe3O4纳米颗粒能够有效防止所合成催化剂中Pt纳米颗粒的团聚并促进其在催化剂表面分散，从而暴露出更多的Pt活性位点，利于吸附和活化反应介质．XPS分析表明，存负载型Pt／Fe3O4催化剂中，通过Pt与R间的电子转移，Pt纳米颗粒表面处于富电子状态，使得反应物中的C=O双键以竖式方式吸附于Pt活性位上，进而促进了C=O双键的吸附和活化实验结果表明，存肉桂醛转移加氢反应过程中，Pt含量为2．46wt％的负载型Pt／Fe3O4催化剂展现了最佳的催化活性：在以异丙醇为氢源，120℃，6h反应条件下，目标产物肉桂醇的选择性达到94．8％．此外，该催化剂因其天然的磁特性，可以简单便捷地从反应体系中分离，且展现了良好的循环稳定性.

微波诱导Fe3O4/AC催化氧化降解邻苯二甲酸二甲酯

为了有效地提高活性炭在微波场中的催化活性和分离性,采用化学共沉淀法制备了磁性四氧化三铁/活性炭(Fe3O4/AC)催化剂,并结合微波辐射技术用于催化氧化降解水中邻苯二甲酸二甲酯(DMP)。利用BET、扫描电镜/能谱(SEM/EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FTIR)和振动样品磁强计(VSM)等手段对催化剂的微观结构、形貌和磁性能进行了表征。研究了不同反应体系对DMP的降解率及反应动力学的影响,探讨了催化剂用量、微波辐射功率和溶液初始pH等因素对微波诱导Fe3O4/AC催化氧化降解DMP的影响,考察了催化剂的重复使用性能。结果表明,所制备的铁氧化物主要以Fe3O4为主,并已成功负载于活性炭上。Fe3O4/AC具有超顺磁性,饱和磁化强度为21.2emu/g,可通过外加磁场作用快速地从溶液中分离出来。微波诱导催化反应体系对DMP的降解率大于单独吸附或单纯微波辐射反应体系,且反应速率均符合一级反应动力学。催化剂用量越多,降解率越高;微波辐射功率的增加可以提高降解效率;溶液初始p H对DMP的降解率影响非常显著,随着pH的增大,降解率明显提高。Fe3O4/AC具备良好的催化活性及稳定性,循环使用5次后DMP的降解率仍保持在83.5%。通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析,推断DMP在微波诱导Fe3O4/AC催化体系中的降解主要包括水解、异构化、羟基化、甲酸甲酯基的脱落和苯环三取代及苯环开环等5个途径。

泥质活性炭-铁酸镍磁性光催化剂对亚甲基蓝的降解

采用水热反应法制备了易于固液分离的泥质活性炭(SAC)负载磁性光催化剂铁酸镍(NiFe2O4),样品通过在可见光照射下降解亚甲基蓝评价其光催化降解能力。结果表明:以NiSO4·6H2O和FeCl3·6H2O为主要原料,加入10%(约0.2344 g)的泥质活性炭,在180℃水热条件下反应8 h,制备的SAC-NiFe2O4光催化活性最强。光催化反应时在草酸存在条件下,14 h时亚甲基蓝的去除率达到97%。以此为依据,研究了泥质活性炭制备的SAC-NiFe2O4磁性光催化剂并在可见光辐射条件下降解亚甲基蓝。结果表明,SAC-NiFe2O4磁性光催化剂在催化反应14h平衡后的去除率达到98%以上。催化剂循环使用3次以上,其催化活性基本不变。可见以泥质活性炭制备SAC-NiFe2O4磁性光催化剂有望用于光催化降解有机污染物。