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...

在液相合成磁性纳米粒子Fe_3O_4的常规方案的基础上,用微波反应仪代替常规的加热仪器,从反应温度与时间上对反应过程进行调控,将产物的制备周期从常规反应的20min缩短至微波反应的12s。与常规反应所得产品相比,微波反应所得产品不仅粒径减小,团聚度也明显降低。通过微波合成仪在该项实验教学中的应用,不仅能让学生学习新的技能,还能激发学生探索新方法,新技术的潜力。

该文通过焙烧隔氧活化处理、负载磁性材料等途径制备了一种浮选尾煤基复合吸附剂，探讨了不同因素对其吸附水中Pb(Ⅱ)重金属离子效果的影响，对其吸附动力学和热力学进行了分析，结合XRD、MLA分析及氮吸附等手段对其物理化学性质进行了表征。实验结果表明：尾煤样品经过800℃高温焙烧改性后，高岭石含量有所减少，伊利石含量有所增加，且孔隙中的水或部分杂质被有效脱除，生成大量气体，从而显著增大了其比表面积和孔径，有利于吸附反应的进行；负载Fe_3O_4再经800℃焙烧后的浮选尾煤对Pb(II)具有很强的吸附能力，准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型能够很好地拟合尾煤基复合吸附剂对溶液中Pb(Ⅱ)的吸附过程，其对Pb(Ⅱ)的吸附主要是基于单分子层的化学吸附。

采用共沉淀法合成纳米Fe_3O_4,将其作为非均相类Fenton反应催化剂,在紫外光辅助作用下,以氧化石墨烯为原料,制备石墨烯量子点。借助扫描电镜、紫外可见分光光度计和分子荧光光度计分别对Fe_3O_4纳米颗粒的形貌和产物的光谱特性进行表征。实验结果表明:在紫外光辐射作用下,类Fenton试剂产生的强氧化性的·OH与GO反应,从而形成GQDs;GO悬浮液pH值约4.0,满足Fenton反应的pH值条件,无需调节pH值,操作简便。此外,通过外加磁场容易分离产物,并且纳米Fe_3O_4可重复使用,能保持很好的

【目的】从磁致效应的角度考察纳米四氧化三铁(Fe3O4)对红壤微生物数量和酶活性的影响,研究纳米Fe3O4处理对红壤中2,4-D的降解效果,为纳米磁处理技术用于污染土壤修复提供依据。【方法】采用不同剂量的纳米Fe3O4处理红壤,用稀释平板法和化学比色法测定处理前后微生物数量和酶活性的变化;利用高效液相色谱(HPLC)测定土壤中2,4-D浓度的变化。【结果】纳米Fe3O4对细菌和放线菌有激活效应,但对真菌存在抑制作用,且当纳米Fe3O4投加量为80 g.kg-1时磁致效应最显著;同样,纳米Fe3O4对淀粉酶、脲酶、中性磷酸酶和过氧化氢酶也具有激活效应,但对不同酶活性的影响程度存在差异;经纳米Fe...

【目的】采用纳米Fe3O4协同微生物降解水溶液中2,4-D,提高2,4-D的降解效率,为有机氯农药污染环境的生物修复提供理论基础。【方法】利用纳米Fe3O4的还原作用脱去2,4-D环上的氯原子,使其毒性降低或消除;再利用微生物的共代谢作用,引入降解菌,协同降解2,4-D。通过分析纳米Fe3O4与微生物之间的相互关系,揭示纳米Fe3O4与微生物降解的协同作用机理。【结果】纳米Fe3O4对2,4-D有还原降解作用,投加纳米Fe3O4体系中2,4-D浓度降低、氯离子浓度升高,纳米Fe3O4对2,4-D的降解是一个还原脱氯过程;微生物能以2,4-D为C源,投加降解菌体系中2,4-D浓度降低、微生物生长...

采用空气介质阻挡放电(DBD)冷离子体处理云南松木材表面,然后浸泡在带有负电荷的Fe3O4纳米材料溶液中,研究了不同沉积次数对松木表面Fe3O4纳米材料沉积量的影响。采用扫描电镜和红外光谱测试了沉积5次的松木表面的形貌和化学成分变化,并测试其电磁屏蔽效果。结果表明:经空气DBD冷等离子体处理后的松木表面可以沉积Fe3O4纳米材料,松木表面Fe3O4纳米材料的沉积量与沉积次数有关,本研究中沉积5次,每次20 min,效果较好,沉积了Fe3O4纳米材料的松木具有明显的电磁屏蔽效果。

研究了纳米级和天然高岭土对营养元素氮、磷、钾和有机碳的吸附及解吸特性。结果表明,在相同的初始处理浓度下,纳米级高岭土对氮、磷、钾和有机碳的吸附量均比天然高岭土高,氮的吸附量是天然高岭土的1.5~1.7倍、磷是1.9~2.2倍、钾是1.4~2倍、碳是1.3～1.9倍。纳米级和天然高岭土对氮、磷、钾和有机碳的解吸量与其吸附量呈正相关。2种高岭土对氮、磷、钾和有机碳的吸附规律均可用Langmuir和Freundlich方程来拟合。

【目的】制备铁矿渣磁性纳米颗粒,研究其对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能,促进富含铁的工业固体废弃物的资源化利用。【方法】以铁矿尾矿渣为原料,通过化学方法制备改性磁铁纳米颗粒3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4,对其进行表征,以批处理法探讨了不同pH、Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)平衡质量浓度和吸附时间下3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4对水体中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附潜力,并用X射线光电子能谱分析技术对吸附Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)前后3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4的结构进行分析。【结果】成功制备

设计了g-C_3N_4基纳米复合物的制备、表征及其光催化性能分析的科学研究型综合实验。通过简单的一步煅烧法合成了α-Fe_2O_3/g-C_3N_4纳米复合光催化剂;采用X射线衍射、透射电镜、紫外-可见漫反射光谱等对其结构和性质进行了分析和表征;在模拟可见光照射下,通过测试模型污染物罗丹明B(Rhodamine-B,RhB)的降解程度来考察其光催化性能。实验设计简单易行,涵盖了材料的合成、表征及光催化性能评价等多个知识点,便于学生了解光催化领域的学术前沿,掌握纳米复合材料的制备方法,熟悉大型仪器的使用步骤,同时有助于增强学生的科研创新意识,培养学生的综合实践能力。

以聚乙烯纳米纤维膜为基膜，通过预辐照触发接枝HEA，随后通过CAN引发在PHEA链上接枝丙烯腈(AN)和丙烯酸(AA)，最后进行胺肟化反应， 合成一种新的偕胺肟基纳米纤维膜吸附剂，并将其命名为AO-PENFM。通过两步接枝的方法可以在聚乙烯膜表面构筑大比表面积的纳米结构吸附层。AO-PENFM的吸附行为使用12 ppm的铀加标溶液进行测试。在100 rpm的25 ℃恒温水浴摇床中吸附120 h，AO-PENFM对铀的吸附能力为338.14 mg-U per g-Ads。AO-PENFM吸附剂对铀的吸附动力学很好的符合离子扩散模型和拟二级动力学模型，同时吸附等温线数据很好的满足Langmuir模型。

针对当前能源环境材料的研究热点,将新型多孔材料的吸附分离特性内容设计成研究性实验教学项目。实验分析了4种金属有机骨架MFM-300材料孔隙结构和形态,估算了MFM-300中的吸附等温线和选择性,通过分析吸附热及其差异,阐明了4种MFM-300材料中气体的吸附量和选择性变化,确定了气体吸附过程中影响吸附的机理及本质因素。教学实践表明,该实验项目有助于扩展教学思路和增强学生分析问题的能力,为科研成果转化为教学实验提供了借鉴。

吸附法具有操作简便、高效、吸附剂可再生等优点,被普遍认为是去除工业染料的最有效方法之一.以三聚氰胺为前驱体,采用热聚合法,制备了块体g-C_3N_4,并使用热剥离法对其进行剥离,得到一次剥离g-C_3N_4和二次剥离g-C_3N_4产物.通过TEM、AFM、XRD、DRS、BET对其形貌、组成和结构进行了表征,同时探索了温度、pH、起始浓度、吸附时间对超薄g-C_3N_4的吸附性能的影响.结果表明:50 mg块体g-C_3N_4、一次剥离g-C_3N_4、二次剥离g-C_3N_4在1 h内对90 mg·L~(-1)有机染料罗丹明B (RhB)和100 mg·L~(-1)刚果红(CR)的最大吸附量分别为:7.270 mg·g~(-1)、5.207 mg·g~(-1);20.463 mg·g~(-1),20.909 mg·g~(-1);36.094 mg·g~(-1),50.375 mg·g~(-1).特别是在一次剥离g-C_3N_4的吸附体系中,证实了RhB和CR的吸附Freundlich等温线方程分别为ln q_e=-0.93+0.87ln c_e(R~2=0.90)、ln q_e=-0.09+0.73ln c_e(R~2=0.97);并且RhB的吸附为准一级动力学模型:ln (q_e-q_t)=-0.04t+3.3 (R~2=0.93),而CR的吸附为为准二级动力学模型:t/q_t=0.07t+0.14 (R~2=0.99).第一性原理计算表明,超薄g-C_3N_4对RhB和CR的吸附动力学模型不同,主要是由于RhB和CR的分子结构不同、前线轨道不同、表面静电势不同,使其在超薄g-C_3N_4的表面上的吸附位点和吸附能不同等微观差异所导致的.这将为二维材料吸附、检测、降解环境污染物提供新的视野.

选用天然砩石和红壤作为吸附剂,NH4+和PO43-离子作为测试离子进行了水溶液体系平衡离子吸附试验。试验结果证明建立的Gibbs自由能变与化学势变方程可应用于描述阳离子与阴离子的吸附反应。反应体系Gibbs自由能变在所有检测的点上均为负值,说明在本试验条件下测试的吸附反应为自发反应。吸附反应化学势变具有极限的特性为确定吸附容量p值提供了有效的方法,由本试验确定的天然砩石吸附NH4+离子和红壤吸附PO43-离子的p值分别为2.75和2.20 mg/g。

【目的】探究马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶吸附剂对Cr~(3+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)、Ni~(2+)的吸附性能,阐明马尾松树皮和纳米木质纤维素气凝胶吸附重金属离子的相关机理,以更好地利用农林废弃物马尾松树皮制备出成本低廉、便于产业化的生物质吸附材料,为其大规模应用奠定理论基础。【方法】将抽提后的马尾松树皮绝干样品在80℃水浴加热搅拌条件下使用对甲苯磺酸溶液处理1 h,反应结束后趁热过滤并透析滤渣。滤渣样品通过微射流均质机20次,得到马尾松树皮纳米木质纤维素。固含量2%的马尾松树皮纳米木质纤维素样品-20℃冷冻120 min后进行冷冻干燥,得到马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶。研究马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶吸附剂对Cr~(3+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)、Ni~(2+)的最大吸附容量(q_e)以及其等温吸附特性、吸附热力学特性和吸附动力学特性。【结果】马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶吸附剂对Cr~(3+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)和Ni~(2+)的最大吸附容量(q_e)分别为132.7、130.4、186.7和123.4 mg·g~(-1)。马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶吸附Cr~(3+)符合Temkin等温吸附(R~2=0.990 1),且为不均匀的单层吸附。吸附热力学特性研究表明,马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶吸附Cr~(3+)的过程符合热力学规律,R~2=0.992 9,且为非自发复合吸附过程,升高温度对吸附过程的促进作用与放热反应对吸附过程的抑制作用甚至会出现相互抵消的情况。马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶吸附Cr~(3+)符合准二级动力学模型(R~2=0.991 0),其吸附Cr~(3+)的速率主要受化学作用而非物质传输步骤影响,特别是二者之间电子的化学分享或共价键交换等过程。【结论】基于廉价的生物质———马尾松树皮制备的马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶可作为重金属离子的有效吸附剂,表现出较为理想的吸附容量,静态吸附涉及的条件较为简单,具有一定的可试验推广性,马尾松树皮基吸附剂的开发也可推动廉价生物质的资源化利用。马尾松树皮和纳米木质纤维素气凝胶2种吸附剂的吸附性能稳定可靠,有望通过优化工艺提升性能;但是需要基于大规模甚至中试规模试验才能检验其有效性,进而指导工艺优化,得到性能更加出色的马尾松树皮纳米木质纤维素气凝胶作为重金属离子吸附剂。