不同Fe_3O_4含量磁性阴离子交换树脂对布洛芬吸附研究

在初步发现Fe_3O_4对丙烯酸系强碱阴离子交换树脂结构和吸附性能影响的基础上,本研究发现了Fe_3O_4含量和树脂含水率之间的线性关系。围绕目前环境中PPCPs类污染物的去除,使用了布洛芬作为模型吸附质,考察了不同Fe_3O_4含量的丙烯酸系强碱阴离子交换树脂对布洛芬的吸附行为。结果表明,Fe_3O_4含量的增加,可显著提高该类树脂对布洛芬的吸附动力学,但对其吸附机制没有显著影响;酸性条件(pH4)下由于布洛芬呈电中性,难以发生离子交换作用,故不利于其在该类树脂上的吸附;共存的OH~-和Cl~-通过竞争作用极大降低了布洛芬在该类树脂上的吸附量而共存腐殖酸(10mg/L)不会对该类树脂的吸附产生显著影响;较高含量的Fe_3O_4有利于丙烯酸系强碱阴离子交换树脂对布洛芬的吸附。     

磁性阴离子交换树脂对水体中环丙沙星的吸附行为研究

制备不同Fe₃O₄含量的丙烯酸系强碱阴离子交换树脂为吸附剂,去除水环境中的环丙沙星(CPX),考察了不同Fe₃O₄含量的阴离子交换树脂对CPX的吸附行为。结果表明,树脂吸附使其准一级动力学和准二级动力学常数都有所增加,更符合一级动力学方程,R²>0.996,树脂中Fe₃O₄含量增加可增强吸附性能;Langmuir模型和Freundlich模型对系列树脂吸附CPX的过程均有较好的拟合效果,相关系数R²>0.93,树脂中Fe₃O₄含量的变化不会改变树脂对CPX的吸附机制;pH值<6.18时,吸附量逐渐增加,pH值在6～8之间时,吸附量最高,当pH>8.76时,吸附量下降明显。较高Fe₃O₄含量的磁性丙烯酸系阴离子交换树脂受NaCl影响较大。     

阴离子交换树脂骨架结构对吸附单宁酸与五倍子酸的影响

选用聚丙烯酸系D730、FPA98和聚(苯乙烯-二乙烯苯)系的D201强碱型阴离子交换树脂作为吸附剂,系统研究单宁酸、五倍子酸在上述3种阴离子交换树脂上的吸附行为与机理。吸附等温线表明,聚丙烯酸系阴离子交换树脂对单宁酸的吸附性能优于聚苯乙烯-二乙烯苯系阴离子交换树脂,而聚(苯乙烯-二乙烯苯)系阴离子交换树脂对五倍子酸有较高的吸附容量。虽然3种阴离子交换树脂对单宁酸的吸附均为熵推动的自发吸附过程,静电引力是主要吸附作用力,但是在吸附过程中除离子交换作用外,D730和FPA98骨架上的羰基与单宁酸有较强的氢键作用,而D201骨架上的苯环与五倍子酸也存在着"π-π"共轭作用,从而提升离子交换树脂对鞣酸类物质的吸附性能。因此,影响离子交换树脂吸附性能的不仅是交换容量,其骨架结构对吸附性能也有较大影响。另外,上述吸附作用也会影响树脂吸附饱和后的脱附性能,相比较聚(苯乙烯-二乙烯苯)系强碱型阴离子交换树脂,聚丙烯酸系强碱型阴离子交换树脂有更好脱附性能。     

尿素水解法制备球形磁性Al2O3复合材料

利用酸化法在磁性Fe3O4纳米粒子表面包覆SiO2膜,制备了Fe3O4/SiO2复合粒子。然后将该复合粒子超声分散在尿素和铝盐的混合溶液中,利用油中成型法制备出球形纳米磁性Al2O3复合材料,通过水热焙烧等工序处理得γ-Al2O3。实验中采用XRD、TEM、BET、AGM等方法对复合粒子的性能进行了表征,探讨了制备过程对产物晶型的影响、产物的孔结构变化和磁学性能。另外添加的SiO2膜阻止了磁性Fe3O4纳米粒子的进一步团聚,使得Fe3O4纳米粒子保持较小尺寸并均匀分散在产物中,复合材料表现出超顺磁性;同时SiO2膜防止了磁核部分与Al2O3包覆层在高温焙烧时发生反应;还起到加强粘结的作用,使得Al2O3在使用过程中不容易脱落。     

D301和MIEX两种阴离子交换树脂对水中BrO3-的吸附性能

研究了D301和MIEX两种阴离子交换树脂对水中BrO_3~-的吸附性能。结果表明:pH值对两种树脂吸附BrO_3~-的影响相似,两种树脂均在pH为4～9范围时对BrO_3~-的吸附量最大。共存Cl~-、SO_4~(2-)和NO~-_3明显削弱两种树脂对BrO_3~-的吸附,其影响大小顺序为NO~-_3SO_4~(2-)Cl~-。MIEX树脂吸附BrO_3~-仅需4 min达到平衡,D301树脂吸附BrO_3~-需180 min达到平衡,MIEX树脂具有比D301树脂更大的准二级速率常数K_2和颗粒内扩散速率常数K_(id)。BrO_3~-在D301和MIEX两种树脂上的吸附等温线符合Freundlich方程,MIEX树脂对BrO_3~-的吸附量大于D301树脂对BrO_3~-的吸附量。D301和MIEX两种树脂对BrO_3~-的吸附机理为阴离子交换。     

D301R树脂对Keggin型铁取代杂多阴离子的吸附性能研究

详细研究了D301R弱碱性阴离子交换树脂对Keggin型铁取代杂多阴离子PW11O39Fe(III)(H2O)4－ (PW11Fe)的吸附作用, 考察了不同pH和温度对吸附量和吸附速率的影响, 测定了不同温度下吸附的动力学曲线和吸附等温线, 提出吸附动力学模型和计算了吸附的热力学函数, 结果表明, 在pH 2～8的范围内, PW11Fe的吸附量随溶液pH值的升高而增加, 随溶液温度的升高而降低; 吸附动力学符合表面过程控制的准二级反应模型, 其速率常数k2在298 K时为 9.33×10－4 g&#8226;mg－1&#8226;min－1, 并随温度的升高而减小. 吸附等温线符合Freundlich吸附模型, 吸附热约为40 kJ&#8226;mol－1, 因此, 吸附为物理吸附.     

片状镍粉填充树脂基和石蜡基复合材料的微波电磁特性

以微米镍粉作为原料,采用湿法研磨法制备了片状镍粉,将其作为填料用于制备树脂基导电复合材料和石蜡基复合材料;测定了树脂基复合材料的电磁屏蔽性能与镍粉含量的关系,同时考察了片状镍粉/石蜡复合材料的吸波性能.结果表明,复合材料电磁屏蔽性能(SE)随着填料含量的增加而提高;厚度为5 mm的片状镍粉/石蜡复合材料在2 GHz附近的最小反射率可达-27 dB.这表明所制备的片状镍粉在电磁屏蔽及吸波领域具有很好的应用前景.     

超声波合成磁性4A沸石分子筛

为了解决微细粉末状沸石产品应用中与所处理溶液难以分离的问题, 在传统水热合成法合成4A沸石的晶化原料液中, 加入磁性Fe3O4微粒, 经过70 ℃, 功率为100 W的超声波晶化6 h, 合成了一系列Fe3O4含量不同的磁性4A沸石,并对其进行了XRD、SEM、IR、TG/DTA、EDX、磁化率及吸附性能等表征测试. 结果表明, 磁性4A沸石具有良好的磁稳定性, 其磁化率随Fe3O4含量的增加而增大; 磁性4A沸石对水中氟离子和六价铬的吸附与纯4A沸石性能相同, 其吸附速率可以用拟二级动力学方程来描述.     

硬脂酸法制备SO42-/Fe2O3-SiO2固体酸及其催化性能的初步探讨

首次用硬脂酸法制备了Fe2O3-SiO2混合氧化物,经浸渍H2SO4后再焙烧得SO2-4/Fe2O3-SiO2固体酸催化剂.用TEM,XRD,N2吸附/脱附和TG-DTA等手段对其进行了表征,结果显示制得的Fe2O3-SiO2混合氧化物具有多孔结构.且随着Si含量的增大,其比表面积明显增大,但孔径减小.用乙酸/丁醇酯化催化反应评估了该固体酸的催化性能.     

复合多铁材料NiFe2O4/BaTiO3的制备及性能

采用溶胶-凝胶与固相反应相结合的方法制备了xNiFe2O4/(1-x)BaTiO3(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6)系列复合多铁材料.X射线衍射(XRD)结果表明,复合材料中只含有钙钛矿结构的BaTiO3和尖晶石结构的NiFe2O4,说明共烧过程中两者未发生明显的化学反应,铁电相与铁磁相共存.扫描电子显微镜(SEM)观测结果表明材料内部是异质结构的,高分辨透射电子显微镜(HRTEM)观测结果进一步说明了NiFe2 O4和BaTiO3共存,并且在两种物质的接触处能够看到清晰的界面.这种由BaTiO3和NiFe2 O4组成的复合材料对外同时表现出铁电性和铁磁性.电滞回线结果表明,该复合材料具有铁电性,但存在着一定的漏电.介电频谱表明材料的介电常数随着频率的升高而下降,在低频下达到定值,并且铁磁相的含量对材料的介电性有影响.磁性能测试结果表明材料的磁性源于NiFe2O4,并且磁性随着NiFe2O4含量的增加而增强.     

羟基磷灰石磁性复合材料用于水中砷(Ⅴ)的吸附

本文通过共沉淀法合成了不同质量比四氧化三铁(Fe3O4)/羟基磷灰石( Hydroxyapatite,HA)磁性复合材料作为新型吸附剂用于水中砷(Ⅴ)的吸附.研究了复合材料中Fe3O4质量百分比、吸附剂用量、pH值、吸附时间及温度对砷(Ⅴ)吸附性能的影响.结果表明,复合材料中Fe3O4质量百分比大于50％,复合材料用量...     

含铬废水的处理和试纸法测定——介绍一个环境化学实验

六价铬对人体的危害已众所周知。据报道,废水中六价铬可用还原法或离子交换法治理,用分光光度法检测治理效果。本文介绍用阴离子交换树脂吸附六价铬,用亚硫酸钠硫磷混合酸洗脱。废水中六价铬的含量和经离子交换分离后流出液中六价铬的含量可用本文作者研制的Cr(Ⅵ )试纸检测,试纸法测定结果与分光光度法比较基本相符,拟订的实验方案简便易行,无需特殊仪器,适用于一般中学进行环境化学实验。     

含三乙烯二胺强弱碱功能基阴离子交换树脂的制备及其吸附性能

含三乙烯二胺强弱碱功能基阴离子交换树脂的制备及其吸附性能;三乙烯二胺; 强弱碱基阴离子交换树脂; 滴定曲线; 苯甲酸; 吸附性能     

Ni-Fe/La2O2CO3催化乙醇水蒸气重整制氢的研究

采用La2(CO3)3空气焙烧法制备了La2O2CO3载体、采用浸渍法制备了Ni,Fe不同比例的Ni-Fe双金属催化剂及Ni/La2O2CO3,Fe/La2 O2 CO3催化剂,考察了各催化剂从300～700℃催化乙醇水蒸气重整反应的性能,并用BET,XRD,TPR等技术对催化剂进行表征。结果表明,相对单一金属催化剂,Ni-Fe双金属催化剂均表现出更高的活性,这可能是因为高分散的Ni,Fe和LaFeyNi1-yO3的共存作用。其中Ni含量为10%,Fe含量为5%时的Ni-Fe/La2O2CO3表现出最高的活性,400℃时乙醇的转化率为100%,H2的选择性最高达到94.1%,而CO的选择性则低至1.2%。     

层状K/Mg-Fe-Al催化剂的制备及其CO加氢性能研究

采用共沉淀法制备了系列不同Mg/Fe/Al配比MgFeAl-HTLcs前驱体,经焙烧、浸渍K改性、二次焙烧后用于CO加氢反应。采用N2吸附-脱附、SEM、TG、XRD、H2-TPR、XPS等手段对催化剂进行了表征。结果表明,共沉淀法制备的不同配比MgFeAl-HTLcs类水滑石前躯体均具有典型层状结构;焙烧后生成MgO、Fe2O3以及少量MgFeAlO4物相,三组元间相互作用增强,反应后以MgCO3和Fe3O4物相为主,同时出现较弱的Fe5C2相;K改性后发生结构重构,热稳定性增强,且随Al含量增加,比表面积显著单调下降;与K/Mg-Fe相比,K/Mg-Fe-Al样品中Fe2O3到Fe3O4的还原受到抑制;二次焙烧后,反应前表面相对富Fe,反应后表面富K。在CO加氢反应中,K/Mg-Fe-Al系列催化剂均表现出较高的反应活性以及烯烃选择性,随Fe/Al配比相对增加,C5+含量呈降低趋势,O/P值增加;与K/1.5Mg-0.67Fe相比,K/1.5Mg-0.67Fe-0.33Al催化剂C5+含量由22.17%降至10.90%,C=2-4含量由40.98%提高至47.28%。     

磁性Fe_3O_4@SiO_2@ZrO_2对水中磷酸盐的吸附研究

合成了以Fe3O4为核,以SiO2为壳的磁性纳米微粒(Fe3O4@Si O2),并采用沉淀沉积法将ZrO2包覆到材料表面。通过XRD、TEM、VSM、ζ电位、XPS和N2吸附/脱附等手段对材料进行表征,结果表明材料Fe3O4@SiO2@ZrO2上沉积了氧化锆纳米颗粒,具有超顺磁性,可在外加磁场作用下实现从水中快速分离。同时系统研究了材料对水中磷酸盐的吸附行为,结果表明沉积Zr O2使得材料对磷酸盐表现出良好的吸附性能,并且随着沉积量的增大吸附量增加。吸附等温线符合Freundlich方程。吸附动力学可用拟二级动力学模型描述,吸附速率随磷酸盐初始浓度增加而减小。磷酸盐吸附量随溶液p H值的增大而减小,但几乎不受离子强度影响。     

213和201×7阴离子交换树脂抗水中有机污染物性能的对比研究

本文对丙烯酸系213阴离子交换树脂和目前常用的苯乙烯系201×7阴离子交换树脂进行抗有机物污染性能的对比研究，研究主要集中在树脂对水中有机物的吸附能力、水通过树脂后的有机物含量及污染后树脂的复苏解析能力这三个方面。结果表明，213树脂抗有机物污染性能较好。     

磁性PS-DEA树脂的制备与表征

利用二乙醇胺(DEA)对氯甲基化聚苯乙烯基树脂(PS-Cl)进行表面改性,制备了亲水性的PS-DEA树脂,然后以FeCl3·6H2O和FeSO4·7H2O为前驱体通过共沉淀法原位复合制备了磁性PS-DEA树脂.表征了磁性PS-DEA样品的形貌、结构以及磁性能,研究了PS-DEA和磁性PS-DEA对水溶液中Hg(Ⅱ)的吸附性能.结果表明,含有Fe3O4的磁性PS-DEA树脂的比饱和磁化强度(Ms)为0.92 A·m2/kg,磁性树脂中Fe3O4所占的质量分数为1.7%.用Langmuir等温模型拟合了PS-DEA和磁性PS-DEA对水溶液中Hg(Ⅱ)的吸附数据,计算得到最大吸附量分别为320.51和352.11 mg/g,这表明磁性纳米粒子的引入有利于提高树脂的吸附性能,这种磁性树脂有望作为吸附剂用于水处理领域.     

330阴离子交换树脂对草甘膦的吸附性能

采用静态吸附法研究了330阴离子交换树脂对水中草甘膦的吸附性能,并研究了吸附动力学;测定了溶液的pH值、温度、NaCl含量等因素对330树脂吸附草甘膦的影响.结果表明:330树脂对水中草甘膦的吸附速率快;在pH=2.69时对草甘膦的吸附性能最好;330树脂对草甘膦的吸附是放热、自发的过程,吸附等温线符合Freundli...     

Fe掺杂TiO2和Fe2O3量子点共负载催化剂:吸附与光催化协同作用高效降解有机染料

光催化作为节能、清洁的环境处理技术,被广泛应用于污染物处理领域,如室内气体净化、尾气VOCs处理和水体有机污染降解等.在众多光催化剂中,TiO2以其良好的化学稳定性、无二次污染、无刺激性和安全无毒等优势得到广泛研究.然而TiO2是宽禁带材料,仅能吸收太阳光谱的紫外光部分,通常需要用紫外光源来激发,光生电子-空穴易复合,这限制了其应用.过渡金属离子掺杂能在TiO2价带之上形成新的掺杂能级,从而提高其光谱响应范围,提高全光谱反应活性; 与体相TiO2相比,纳米尺寸的TiO2具有更高的光催化活性,尤其小于10 nm的量子点尺寸TiO2有着高活性面积、较短的光生电子-空穴迁移路径和独特的量子尺寸效应; Fe2O3作为吸附材料与TiO2构建复合材料能够发挥吸附与光催化协同作用,从而提高污染物处理效率.我们以构建Fe掺杂TiO2和Fe2O3量子点共负载催化剂为目标,以钛酸四丁酯(TBT)和硫酸亚铁为前驱体,采用常温水解方法将Fe掺杂的TiO2量子点生长在MCM-41分子筛表面,并通过调节硫酸亚铁加入量合成了MCM-41负载的Fe掺杂TiO2和Fe2O3量子点催化剂.采用透射电子显微镜和X射线衍射研究了复合晶体结构,采用X射线光电子能谱、紫外-可见光谱和傅里叶变换红外光谱等表征手段研究了复合量子点材料生长机理和能带结构.结合吸附过程和光降解过程建立了吸附与光催化协同作用与污染物处理效率之间的关联关系.表征结果表明,硫酸亚铁水溶液加速TBT水解成功地在MCM-41表面生长了Fe掺杂TiO2量子点,并且量子点粒径随Fe前驱体量的增加而变大; 前驱体比例Ti/Fe ≤ 3.0时,过量的硫酸亚铁会析出并在焙烧过程中在MCM-41上分解为Fe2O3量子点,Fe2O3量随着硫酸亚铁加入量提高而增多.通过调节Fe前驱体的量,一方面Fe掺杂在二氧化钛价带之上形成了掺杂能级,减小了带隙,拓宽了光响应范围,另一方面引入适量Fe2O3量子点,实现了Fe掺杂TiO2和Fe2O3量子点共负载催化剂的构建.复合材料实现了吸附过程与光催化降解过程的协同作用,Fe2O3将污染物富集于催化剂表面,Fe掺杂TiO2将其有效降解,大大提高了污染物处理能力,其中FT/M-3.0处理效率最高,并在10次循环处理后依然维持较高的吸附能力和光催化降解能力.该工作为高效光催化水处理催化剂的设计和构建提供了新思路和策略.