纳米Fe3O4磁性粒子的制备及吸附性能研究

采用共沉淀法制备了纳米Fe3O4磁性粒子。应用透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射仪（XRD）和振动样品磁强计（VSM）等对纳米磁性粒子的粒径、结构、形貌、磁性能进行了表征,进行了磁分离沉降性能和腐殖酸吸附去除实验研究。结果表明：在未添加任何分散剂的条件下,制得的纳米Fe3O4磁性粒子主要呈球状,平均粒径约11nm,为典型的反尖晶石结构;饱和磁化强度、矫顽力和剩余磁化强度分别为73．10emu／g、159．2A／m和0．41emu／g;磁分离沉降速度为重力场的50倍;纳米Fe3O4磁性粒子对腐殖酸的吸附符合Langmuir型吸附等温线。     

MnFe_2O_4/埃洛石纳米管的制备及其对罗丹明B的吸附

通过溶胶凝胶法合成MnFe2O4/埃洛石纳米管(HNTs)磁性复合材料,利用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线衍射仪(XRD),震动样品磁强(VSM),对磁性纳米复合材料的表面结构和性能进行表征。结果表明,MnFe2O4纳米粒子成功负载到HNTs的表面,磁性埃洛石纳米管(MHNTs)表现出较好的磁性性能,其饱和磁化强度是24.2031emu/g。通过实验研究复合材料不同用量,pH,浓度和温度对罗丹明B吸附性能的影响。研究表明,选择投加量为0.05g,去除率可接近100%,吸附量达到9.95mg/g;pH对吸附量影响甚小,实验选择原始pH;吸附量随着初始浓度的增大而增大,随着温度的提高而减小,表明该吸附过程是放热反应。     

Fe3O4纳米磁性微粒对全氟辛烷磺酸盐的吸附

采用共沉淀法合成Fe3O4纳米磁性颗粒,用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)以及振动样品磁强计(VSM)对Fe3O4纳米磁性颗粒的粒径、形貌和磁性进行表征并研究Fe3O4纳米磁性微粒对全氟辛磺酸盐的吸附。结果表明:在PFOS初始浓度4 mg/L,pH为3,反应时间24 h,Fe3O4纳米磁性微粒投加量1.25 g/L,对全氟辛磺酸盐去除率达到90%。Fe3O4纳米磁性微粒对PFOS的吸附符合Freundlich吸附方程。     

Fe3O4/SDS磁性纳米颗粒吸附水体中的Cd2+和Zn2+

一种新型纳米固相萃取吸附剂,由阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)包裹在Fe3O4磁性纳米颗粒表面形成,用于吸附水溶液中的重金属离子。研究了吸附过程的主要影响因素(如SDS浓度、溶液pH等)以及解吸过程的最佳条件,并对其机理进行了初步的探讨。研究结果表明,共沉淀法制备的Fe3O4颗粒粒径分布均匀,平均粒径约为54 nm;SDS浓度为300 mg/L时,Fe3O4/SDS磁性纳米颗粒吸附Cd2+和Zn2+的能力最强;在一定浓度范围内,Fe3O4/SDS体系对Cd2+和Zn2+的吸附平衡数据符合Langmuir吸附等温方程,饱和吸附量分别为22.42 mg/g和13.95 mg/g。最终结果表明,Fe3O4/SDS磁性纳米颗粒具有较强磁分离能力和较好的吸附效果。     

非晶态Co_(0.5)Ni_(0.5)Fe_2O_4的制备及对水中五氯苯酚的吸附

以溶剂热法制备了Co0.5Ni0.5Fe2O4纳米吸附剂,用透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)、BET比表面仪、磁强计等分析了结构特性。结果表明,Co0.5Ni0.5Fe2O4纳米吸附剂为非晶态,比表面积为426.8 m2/g,饱和磁化强度为10.4 emu/g,且靠外磁场易回收。Co0.5Ni0.5Fe2O4吸附处理水中五氯苯酚时,吸附动力学符合Langergren模型,平衡吸附量为27.87 mg/g;吸附等温线符合Freundlich模型。Co0.5Ni0.5Fe2O4纳米吸附剂的吸附量随煅烧温度升高吸附量明显降低,随Ni含量的增加先增加后平稳趋势。     

Fe_3O_4/SDS磁性纳米颗粒吸附水体中的Cd~（2＋）和Zn~（2＋）

一种新型纳米固相萃取吸附剂,由阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠（SDS）包裹在Fe3O4磁性纳米颗粒表面形成,用于吸附水溶液中的重金属离子。研究了吸附过程的主要影响因素（如SDS浓度、溶液pH等）以及解吸过程的最佳条件,并对其机理进行了初步的探讨。研究结果表明,共沉淀法制备的Fe3O4颗粒粒径分布均匀,平均粒径约为54 nm;SDS浓度为300 mg/L时,Fe3O4/SDS磁性纳米颗粒吸附Cd2＋和Zn2＋的能力最强;在一定浓度范围内,Fe3O4/SDS体系对Cd2＋和Zn2＋的吸附平衡数据符合Langmuir吸附等温方程,饱和吸附量分别为22.42 mg/g和13.95 mg/g。最终结果表明,Fe3O4/SDS磁性纳米颗粒具有较强磁分离能力和较好的吸附效果。     

Fe3O4纳米磁性微粒对全氟辛烷磺酸盐的吸附

采用共沉淀法合成Fe3O4纳米磁性颗粒,用透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）以及振动样品磁强计（VSM）对Fe3O4纳米磁性颗粒的粒径、形貌和磁性进行表征并研究Fe3O4纳米磁性微粒对全氟辛磺酸盐的吸附。结果表明：在PFOS初始浓度4 mg/L,pH为3,反应时间24 h,Fe3O4纳米磁性微粒投加量1.25 g/L,对全氟辛磺酸盐去除率达到90%。Fe3O4纳米磁性微粒对PFOS的吸附符合Freundlich吸附方程。     

聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)复合磁性微球的吸附性能

以共沉淀法制备纳米Fe3O4,通过分散聚合法制备了磁性聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)(Fe3O4@P(St-MMA))微球,采用光学显微镜、红外光谱、样品磁力振荡计和X射线衍射(XRD)对磁性微球进行了表征。考察了复合磁性微球在不同的p H、离子强度和吸附时间等条件下对其吸附性能的影响,运用吸附动力学和吸附等温线研究了磁性微球对亚甲基蓝的表面吸附机理。结果表明,制备的磁性微球粒径在100~200μm之间,表面含有羧基,饱和磁化强度为9.44 emu/g,在外加磁场的作用下能够快速分离出来。亚甲基蓝的吸附符合准二级动力学模型,在100 min内基本达到吸附平衡;25℃下,最大吸附量高达144.9 mg/g,且吸附随着p H值的升高而增加,当p H7时,吸附量基本不变;随着离子强度增加,吸附量逐渐下降;Langmuir等温线能比较好地拟合磁性微球对溶液中亚甲基蓝的吸附。     

TiO_2/PTh/Fe_3O_4催化剂制备及光催化与磁回收性能

以聚噻吩磁性微珠PTh/Fe3O4(PF)为载体,采用低温水热法(170℃,pH=7±0.2)在其表面负载TiO2,制备了壳/壳/核结构的磁载光催化剂TiO2/PTh/Fe3O4(TPTF)。用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外分光光度计(FT-IR)、振动样品磁强计(VSM)对催化剂的形貌、物相组成、表面性质、磁学性质进行了表征。以苯酚为模拟污染物,评价其光催化活性;通过自制的磁回收装置,考察其磁回收特性。结果表明,TiO2晶粒大小在4~6 nm之间,具有混晶结构(锐钛矿型占93.6%,金红石型占6.4%);当nTiO2∶n噻吩单体∶nFe3O4=75∶2.5∶1时,TPTF的催化活性最佳;P25、纯TiO2、TPTF(nTiO2∶n噻吩单体:nFe3O4=75∶2.5∶1)和TiO2/Fe3O4(TF)光催化降解苯酚的速率常数分别是0.0371、0.0302、0.0253和0.0106 min-1;TPTF循环使用5次,其反应速率常数、饱和磁化强度以及磁回收率为0.0205 min-1、1.59emu/g和89.3%,比第1次的0.0253 min-1、1.85 emu/g和94.7%略有降低。     

磁性硅藻土的制备及其性能

针对现有硅藻土吸附容量小和固液分离难的问题,采用共沉淀法制备2种磁改性硅藻土:Ⅰ和Ⅱ,通过扫描电镜(SEM)、比表面积测定(BET)、X射线衍射(XRD)等对制备的磁性硅藻土进行结构分析,并采用磁滞回线评估其磁性;考察了溶液pH、吸附剂用量和吸附时间对其吸附硝基苯的影响以及吸附饱和后的固液分离性能。结果表明:2种磁改性样品的饱和磁化强度分别为26.28 emu/g和4.8 emu/g,比表面积分别为39.242 m~2/g和60.588 m~2/g,为原土的1.3倍和2倍;对硝基苯的去除率分别达74.95%和95.2%,为原土的1.8倍和2.3倍;吸附饱和的磁改性样品在外加磁场作用下可迅速实现固液分离,且分离后2种磁改性样品溶液的悬浮物浓度分别为8.6 mg/L和9.8 mg/L。     

Fe_3O_4@SiO_2/TiO_2核壳结构纳米颗粒降解TNT溶液

针对TNT炸药废水具有成分复杂、排放量大、有毒等特点,立足于炸药废水在排放前的降解处理,研究开发一种基于核壳结构Fe3O4@SiO2/TiO2纳米颗粒的高效、可控回收、无二次污染且成本低的光催化降解方法。利用高温碳还原法和溶胶凝胶法制备了具有核壳结构的Fe3O4@SiO2/TiO2纳米颗粒。XRD分析表明,内核Fe3O4呈现磁铁矿特征,表面覆盖的纳米TiO2为锐钛矿型。磁滞回线测试结果显示,复合颗粒的饱和磁化强度为46.5 emu/g,N2吸附-解吸分析结果表明,该颗粒具有典型的介孔结构。使用Fe3O4@SiO2/TiO2纳米颗粒在紫外光下对含TNT废水进行降解,降解率达到81.9%,且颗粒的回收率达到88.4%,为实现高效、可控回收、无二次污染光催化-吸附降解TNT奠定了基础。     

磁性膨胀石墨对甲基橙模拟废水的吸附脱色

膨胀石墨对甲基橙有极强的吸附脱色效果,但因其具有高分散、质轻等特点,在水体环境中存在难回收的问题,使其应用受到限制。为了增强膨胀石墨的可回收性,对磁性膨胀石墨的制备进行了研究,并考察其对甲基橙的吸附脱色效果,探讨了影响因素。利用SEM、XRD和磁滞回线对其微观形貌和磁性能进行了表征。结果表明,脱色率随着温度的升高而增大;对甲基橙的吸附符合Langmuir吸附等温式;最佳制备条件下,磁性纳米粒子在膨胀石墨表面负载效果良好,其饱和磁化强度为58.87 emu/g,在外加磁场下可被快速回收。     

赋磁硅气凝胶的制备、表征和吸附异狄氏剂特性

以工业水玻璃为硅源,采用六甲基二硅胺烷(HMDZ)作为改性剂,掺杂纳米级Fe3O4,通过溶胶-凝胶、常压干燥技术,制备得到赋磁硅气凝胶吸附材料(MSA)。采用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、比表面分析(BET)及振动样品磁强计(VSM)等方法对其结构进行了表征,并对其吸附性能进行研究。结果表明,制得的赋磁硅气凝胶接触角在113°～116°之间,比表面积可达589.79 m2/g,密度约为0.192 g/cm3,饱和磁化强度约为0.44 emu/g,具有超顺磁性。赋磁硅气凝胶对疏水性有机物异狄氏剂表现出良好的吸附性能,符合Freundlich等温吸附模型,KF为42.91;吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附速率常数为0.0341 g/(mg.min)。     

浸渍-碱性微波法载磁活性炭粉对壬基酚的吸附

利用浸渍-碱性微波法制备载磁粉末活性炭,通过等温吸附实验和动力学吸附实验,研究对比了其与原料活性炭、浸渍载铁活性炭对壬基酚的吸附性能。采用氮气吸附仪、FTIR、XRD、国标(GB/T12496.19-1999)邻菲啰啉分光度法及VSM,分别对3种样品进行了物相结构、表面官能团、铁含量及磁性能的分析,并探讨了吸附机理。结果表明,浸渍-碱性微波法载磁活性炭的总孔容及孔隙率均有较大提高;其吸附等温线符合Freundich方程,吸附动力学过程符合准二级动力学方程与孔道内扩散模型,相关系数R2均大于0.900。原活性炭经一定浓度的铁盐溶液浸渍后,铁含量由2%提高到8%。在碱性、N2气氛条件下微波后,铁系物主要存在形式为零价铁和Fe3O4,制得的载磁活性炭饱和磁化强度为1.12 emu/g。     

Synthesis and characterization of magnetic Fe3O4@CaSiO3 composites and evaluation of their adsorption characteristics for heavy metal ions

A two-component material (Fe₃O₄@CaSiO₃) with an Fe₃O₄ magnetite core and layered porous CaSiO₃ shell from calcium nitrate and sodium silicate was synthesized by precipitation. The structure, morphology, magnetic properties, and composition of the Fe₃O₄@CaSiO₃ composite were characterized in detail, and its adsorption performance, adsorption kinetics, and recyclability for Cu²⁺, Ni²⁺, and Cr³⁺ adsorption were studied. The Fe₃O₄@CaSiO₃ composite has a 2D core–layer architecture with a cotton-like morphology, specific surface area of 41.56 m²/g, pore size of 16 nm, and pore volume of 0.25 cm³/g. The measured magnetization saturation values of the magnetic composite were 57.1 emu/g. Data of the adsorption of Cu²⁺, Ni²⁺, and Cr³⁺ by Fe₃O₄@CaSiO₃ fitted the Redlich–Peterson and pseudo-second-order models well, and all adsorption processes reached equilibrium within 150 min. The maximum adsorption capacities of Fe₃O₄@CaSiO₃ toward Cu²⁺, Ni²⁺, and Cr³⁺ were 427.10, 391.59, and 371.39 mg/g at an initial concentration of 225 mg/L and a temperature of 293 K according to the fitted curve with the Redlich–Peterson model, respectively. All adsorption were spontaneous endothermic processes featuring an entropy increase, including physisorption, chemisorption, and ion exchange; among these process, chemisorption was the primary mechanism. Fe₃O₄@CaSiO₃ exhibited excellent adsorption, regeneration, and magnetic separation performance, thereby demonstrating its potential applicability to removing heavy metal ions.

     

磁性埃洛石对水溶液中盐酸土霉素的吸附

采用一种简便的方法对埃洛石纳米管进行加磁,得到的磁性埃洛石纳米管（MHNTs）利用x射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、振动样品磁强计（VSM）和原子吸收光谱仪（AAS）进行表征,结果表明,MHNTs具有很强的磁性性能（Ms=34．02emu／g）以及较低损失磁性粒子的性能。制备的MHNTs作为吸附剂吸附水溶液中的盐酸土霉素,并且探索反应温度、溶液pH和起始浓度等对MHNTs吸附盐酸土霉素性能的影响。研究表明,Langmuir等温线模型更优于Freundlich等温线模型,其动力学的研究结果利用拟二阶方程能够很好地进行说明。此外,MHNTs作为吸附剂经过3次的重复使用吸附能力没有明显的降低。     

复合纳米Fe2O3/TiO2可见光催化降解邻甲酚溶液的研究

以复合纳米Fe2O3／TiO2作为催化剂,日光色镝灯为光源,研究了邻甲酚溶液的可见光降解。考察了催化剂制备方法、催化剂使用量、溶液pH、催化剂重复使用等条件对可见光降解的影响。实验结果表明,1％Fe2O3／TiO2（n）对邻甲酚溶液的可见光降解效果最优,比Ti02（p25）的降解率提高了2．6倍。在实验条件下,可见光降解3h,邻甲酚溶液的浓度去除率达95．4％,TOC去除率为72．3％。在较宽的浓度范围内,邻甲酚的反应服从一级动力学反应方程,随着浓度的增大,反应速率常数不断降低。