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煤系高岭土基磁性吸附材料制备及对亚甲基蓝的吸附研究

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煤炭转化 2023年第5期46卷 111-118页

作者：田大惠郝佳瑞郭小杰太原学院材料与化学工程系太原030032

为获得一种可磁分离的染料废水吸附材料,将煤系高岭土经高温煅烧后,用盐酸进行改性,实验过程中煅烧温度设置5个水平(600℃,700℃,800℃,900℃,1000℃),煅烧时间设置5个水平(2 h,4 h,6 h,8 h,10 h),盐酸浓度设置6个水平(0.5 mol/L,1 mol/... 详细信息

为获得一种可磁分离的染料废水吸附材料,将煤系高岭土经高温煅烧后,用盐酸进行改性,实验过程中煅烧温度设置5个水平(600℃,700℃,800℃,900℃,1000℃),煅烧时间设置5个水平(2 h,4 h,6 h,8 h,10 h),盐酸浓度设置6个水平(0.5 mol/L,1 mol/L,3 mol/L,4 mol/L,6 mol/L,8 mol/L),盐酸用量设置5个水平(4 mL/g,6 mL/g,9 mL/g,15 mL/g,18 mL/g),酸处理时间设置5个水平(1 h,2 h,4 h,6 h,10 h),确定最佳工艺条件,制备出较高比表面积的改性煤系高岭土。然后以改性煤系高岭土、硝酸铁、尿素等为原料,通过焙烧超声法制备出γ-Fe_(2)O_(3)/煤系高岭土磁性吸附材料,采用XRD、N_(2)吸附-脱附及孔径分布分析、磁性分析等方法对其物理化学性能进行表征,并考察了该吸附材料对亚甲基蓝染料的吸附性能及其吸附后磁分离性能和再生性能。结果表明:煤系高岭土在煅烧温度为800℃、煅烧时间为8 h、盐酸浓度为6 mol/L、盐酸用量为6 mL/g、处理时间为4 h时,可得到较大比表面积;制备得到的吸附材料在5 min内对亚甲基蓝的吸附率可达98%,且可实现磁分离,经过三次再生后吸附材料对亚甲基蓝的吸附率仍可高于88%。

关键词：煤系高岭土改性复合物磁性吸附材料亚甲基蓝

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磁性吸附材料在土壤重金属污染修复中的应用价值与不足

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枣庄学院学报 2020年第5期37卷 90-97页

作者：焦朋朋陈洪凯郭双祯苗泽光王子佳徐浩男王庆阳枣庄学院城市与建筑工程学院山东枣庄277160 枣庄市矿区地质减灾与生态修复重点实验室山东枣庄277160 枣庄市公路矿区地质减灾与绿色发展技术创新中心山东枣庄277160 齐鲁工业大学环境科学与工程学院山东济南250353

当前我国土壤环境重金属污染问题依然突出,形势不容乐观.土壤重金属污染如何进行有效的控制与修复已经成为当前研究的热点和难点.传统的修复方法,如固化稳定化、土壤淋洗、植物修复、电动修复等存在修复效率低下或二次污染等问题,难以... 详细信息

当前我国土壤环境重金属污染问题依然突出,形势不容乐观.土壤重金属污染如何进行有效的控制与修复已经成为当前研究的热点和难点.传统的修复方法,如固化稳定化、土壤淋洗、植物修复、电动修复等存在修复效率低下或二次污染等问题,难以真正实现土壤重金属污染绿色修复.磁性吸附材料在土壤重金属污染修复中表现出良好的性能,在外源磁场作用下能够实现重金属污染物与土壤的分离,真正实现土壤重金属污染绿色修复,也为土壤重金属污染修复研究提供新的思路与选择.本文通过分析土壤重金属污染修复现状与磁性吸附材料对环境介质中重金属离子的吸附效应,提出了磁性吸附材料用于土壤重金属修复的优势与不足,指出了今后磁性吸附材料在土壤重金属污染修复中的应用研究方向.

关键词：土壤污染重金属修复磁性吸附材料

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磁性吸附材料在废水处理中的研究进展

现代矿业 2018年第8期34卷 222-224页

作者：刘冬冬吴泽星蓝灿文陈欣如周梦思晏全香福州大学紫金矿业学院

磁性吸附材料应用于废水处理中具有操作简单、成本低、易回收、污染小等优点。阐述了磁性吸附材料的吸附机理,分析吸附温度、废水p H值、吸附剂投加量3方面因素对吸附效果的影响,总结其在含硝酸盐地下水、重金属废水、有机废水处理中的... 详细信息

磁性吸附材料应用于废水处理中具有操作简单、成本低、易回收、污染小等优点。阐述了磁性吸附材料的吸附机理,分析吸附温度、废水p H值、吸附剂投加量3方面因素对吸附效果的影响,总结其在含硝酸盐地下水、重金属废水、有机废水处理中的研究进展,并指明磁性吸附材料在废水处理方面的研究方向。

关键词：磁性吸附材料废水处理吸附温度

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磁性吸附材料在氨氮废水处理中的研究进展

节能与环保 2020年第11期 66-68页

作者：黄光华王哲晓肖波杨涛易洋中建环能科技股份有限公司

性高、可循环利用等特点,适用于氨氮废水的预处理、深度处理以及应急处理。本文简述了磁性吸附材料的吸附机理,分析了不同吸附条件下的饱和吸附量、经济投加量以及循环再生量等影响因素,总结了其在不同浓度下氨氮废水的研究进展,并指出... 详细信息

性高、可循环利用等特点,适用于氨氮废水的预处理、深度处理以及应急处理。本文简述了磁性吸附材料的吸附机理,分析了不同吸附条件下的饱和吸附量、经济投加量以及循环再生量等影响因素,总结了其在不同浓度下氨氮废水的研究进展,并指出了磁性吸附材料在废水处理方面的研究方向。

关键词：吸附材料磁性吸附材料氨氮废水

改性四氧化三铁磁性吸附材料和分子印迹吸附材料的制备及吸附性能研究

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改性四氧化三铁磁性吸附材料和分子印迹吸附材料的制备及吸附性能...

作者：何雁西南大学

学位级别：硕士

磁性纳米复合材料因其独特的结构与性能,在催化、磁流体、生物医药、生化分离等领域有着广泛的应用。尤其是基于纳米级磁性颗粒制备得到的磁性复合材料,由于具有不同于常规磁性材料的超顺磁特性,因此可以通过外加磁场对其进行有效的分... 详细信息

磁性纳米复合材料因其独特的结构与性能,在催化、磁流体、生物医药、生化分离等领域有着广泛的应用。尤其是基于纳米级磁性颗粒制备得到的磁性复合材料,由于具有不同于常规磁性材料的超顺磁特性,因此可以通过外加磁场对其进行有效的分离与回收。重金属离子通过各种途径进入水体,并且在环境中不易转化,经过食物链的逐步富集,最终进入人体,当人体内重金属大量累积就会诱发各类疾病。因此,对重金属的去除已成为国内外研究的重要课题。核-壳型磁性吸附材料作为一类非常重要的磁性复合材料,在去除重金属离子方面也有着巨大的应用前景。四氧化三铁磁性纳米颗粒因兼有磁性和纳米级颗粒的特征而在许多领域获得了广泛的应用,但是,裸露的四氧化三铁磁性纳米颗粒本身存在易于团聚、分散性较差等缺点,而使用二氧化硅、聚合物等对其进行表面包覆后,不仅可以阻止其在溶液中的团聚,并且还可以提高其化学稳定性。而以二氧化硅包覆后的四氧化三铁磁性纳米颗粒表面具有大量的硅羟基,这些硅羟基还能进一步功能化,与各种偶联试剂反应将指定官能团共价接枝到磁性纳米颗粒表面,从而扩大其应用范围,使得设计与合成用于生化分析的磁性载体材料成为可能。本文主要研究内容有:(1)制备改性四氧化三铁磁性吸附材料,研究了磁性材料对铜离子的吸附能力及相关因素对材料吸附能力的影响;(2)分别制备了西玛津和桑色素分子印迹吸附材料,并研究了这两种吸附材料对各自模板分子的吸附能力。具体研究内容如下:1、第2章综述了重金属离子污染及其危害、重金属的分离富集方法;简要概括了超顺磁性氧化铁纳米颗粒的性质、制备方法;并列举了超顺磁性氧化铁纳米颗粒表面包覆二氧化硅的各种方法。2、第3章构建了改性磁性吸附材料的制备方法并研究了该材料对铜离子的吸附情况。以四氧化三铁磁性纳米颗粒为核层材料,以高比表面积的二氧化硅为壳层材料对其进行包覆,随后以3-MPTS为硅烷偶联试剂对包覆的磁性纳米颗粒进行巯基化修饰,最后再以VBIDA进行接枝聚合得到羧基封端的磁性复合材料,并研究了该材料对铜离子的吸附能力。在材料的制备过程中,首先采用共沉淀法制备出四氧化三铁磁性纳米颗粒,而后采用溶胶-凝胶法在其表面包覆二氧化硅壳层,制备出FeO@SiO磁性纳米颗粒。然后,通过硅烷化反应在FeO@SiO表面引入巯基,得到FeO@SiO@SH,随后以AIBN为引发剂,在其表面接枝聚合VBIDA,最终制得羧基封端的磁性吸附材料FeO@SiO@SH@VBIDA。采用元素分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、透射电子显微镜、振动样品磁强计、X射线衍射仪、热重分析仪、Zeta电位仪等对四氧化三铁系列磁性材料(FeO、FeO@SiO、FeO@SiO@SH、FeO@SiO@SH@VBIDA)的物质结构进行了鉴定表征。结果表明,制备的球形四氧化三铁纳米颗粒尺寸约为20 nm,其饱和磁化强度达到68.21emu/g,属于超顺磁性材料。二氧化硅包覆层厚度约为20 nm,包覆后纳米颗粒的饱和磁化强度降低至17.24 emu/g。以水溶液中的铜离子为研究对象,考察了FeO@SiO@SH@VBIDA磁性吸附材料的吸附性能。实验过程中主要研究了吸附剂用量、吸附溶液p H值、溶液盐浓度以及温度等因素对材料吸附能力的影响。结果表明,吸附溶液的p H值和吸附剂用量对材料的吸附能力影响较为显著,材料的吸附能力随溶液的p H值以及吸附剂用量的增加而增加;吸附溶液的盐浓度对材料吸附能力的影响较小。通过对磁性吸附材料的吸附动力学、等温吸附特性、热力学特性以及吸附机理研究表明,磁性吸附材料FeO@SiO@SH@VBIDA对水溶液中铜离子的吸附达平衡时间为30min左右。该吸附过程符合准二级动力学吸附模型,等温吸附研究结果表明吸附符合Langmuir等温吸附模型,在温度为293.15 K、303.15 K、313.15 K时的最大吸附量分别为221.24μg/g、264.55μg/g、292.40μg/g。室温下,负载铜离子的磁性材料用HCl溶液浸润洗涤6 h后用于循环吸附,表现出优良的循环使用能力。该磁性吸附材料的制备方法化学合成工艺简单、成本低廉、反应条件温和。在外加磁场的作用下,磁性材料即可实现快速的固液分离,有效提升了实验效率,同时也易于材料的回收和循环使用,该材料具有较好的应用前景,在研究铜离子的吸附与去除方面具有重要的意义。3、第4章分别以三嗪类物质西玛津和黄酮类物质桑色素为模板分子制备了两种不同的分子印迹聚合物。主要探讨了不同的单体、溶剂组成以及模板分子、单体、交联剂三者比例对制备的印迹聚合物吸附效率的影响。

关键词：四氧化三铁核壳结构羧基修饰磁性吸附材料铜离子吸附能力分子印迹聚合物

杯[4]吡咯改性磁性吸附材料的制备及应用研究

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杯[4]吡咯改性磁性吸附材料的制备及应用研究

作者：何雪梅西南石油大学

学位级别：硕士

随着社会的不断发展,工业也得到迅速的发展,伴随着工业的发展而带来的一系列环境问题越来越受到了人们的关注。其中,化妆品制造、皮革处理、金属部件镀铬等工业可能带来的Cr(Ⅵ)超标问题,如果不能得到及时的解决,将会对人类的身体健康... 详细信息

随着社会的不断发展,工业也得到迅速的发展,伴随着工业的发展而带来的一系列环境问题越来越受到了人们的关注。其中,化妆品制造、皮革处理、金属部件镀铬等工业可能带来的Cr(Ⅵ)超标问题,如果不能得到及时的解决,将会对人类的身体健康和环境的生态稳定造成极大的危害。因此,寻求高效率的Cr(Ⅵ)去除方法,一直受到研究人员的普遍关注。常见的除Cr(ⅥI)方法有生物吸附法、化学沉淀法、离子交换法以及吸附法等,其中吸附法因其操作方法简便,操作设备也简单以及处理成本低等优点而得到广泛的应用。在众多的吸附材料中,磁性吸附材料因为其独特的磁特性使其易于分离和不易产生二次污染而得到研究者的高度重视。针对已报道的磁性吸附材料对Cr(Ⅵ)的吸附量普遍比较低的问题,本论文拟将Fe304的优点与杯[4]吡咯的优点相结合,制备出单位质量吸附量较大的新型磁性吸附材料。本论文的主要研究内容包括以下几个方面:1.以乙酰乙酸乙酯、丙烯酸乙酯、吡咯和环己酮为反应原料制备出了甲基-三环己基杯[4]吡咯丁酸(CPBA),并通过红外、质谱和核磁对其进行了结构表征,考察了合成过程中反应原料比、催化剂用量、反应溶剂和溶液pH值等因素的影响,优化了实验条件;2.使用硝酸铁和苯胺为反应原料制备出了表面胺基化的PANI-Fe304,利用胺基与CPBA上的羧基发生缩合反应,制备得到了杯[4]吡咯改性的磁性吸附材料CPBA/PANI-Fe304,并通过红外、X射线衍射、透射电镜对其进行了表征,确认其表面含有酰胺键和吡咯环,它的晶型结构与Fe304相符,颗粒尺寸在100-110nm之间,并对其进行了比表面积和元素分析,其比表面积为11.9566 m2.g-1,根据元素含量计算CPBA键合在CPBA/PANI-Fe3O4上的质量百分含量为1.24%;3.系统地考察了 CPBA/PANI-Fe3O4吸附材料对Cr(Ⅵ)的吸附情况,通过实验筛选,最优化的吸附条件为溶液pH为2,以***-1的振荡速度振荡吸附,其单位质量吸附量能够达到265.93mg.g-1,明显高于文献报道的其他吸附方法。对吸附过程的动力学与热力学行为进行了研究,发现CPBA/PANI-Fe304吸附Cr(Ⅵ)的过程适用于准二级动力学模型和Langmuir模型进行描述,吸附过程的AGθ0,此过程为自发的吸热反应过程;4.并对吸附过程中共存离子的干扰情况进行了考察,发现Cl-、NO3-、SO42-、SCN-和PO43-均不会对吸附过程造成影响。

关键词：杯吡咯磁性吸附材料聚苯胺修饰的Fe3O4 吸附 Cr(Ⅵ)离子

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磁性吸附材料在废水中的应用研究进展

武夷学院学报 2020年第3期39卷 27-31页

作者：吴琼福州大学环境与资源学院福建福州350116 福建省生物质资源化技术开发基地福建福州350116

磁性吸附材料是用来解决当前环境问题的一种创新方法,当磁性材料吸附完废水中的污染物后,吸附剂可以通过简单的磁选工艺从溶液中分离出来。由于磁性粒子具有磁响应性、化学稳定性、与污染物形成稳定络合物等独特的性质,且还可以在纳米... 详细信息

磁性吸附材料是用来解决当前环境问题的一种创新方法,当磁性材料吸附完废水中的污染物后,吸附剂可以通过简单的磁选工艺从溶液中分离出来。由于磁性粒子具有磁响应性、化学稳定性、与污染物形成稳定络合物等独特的性质,且还可以在纳米材料上接枝不同功能的基团从而进行表面改性使其成为功能性磁性材料,被广泛用于去除废水中的各种污染物。文章阐述了磁性纳米吸附材料的定义和特点,综述了磁性纳米材料在环境特别是在废水处理中的应用,重点介绍了其在吸附水中重金属、有机物、放射性核素等废水方面的应用,分析了目前应用时遇到的问题,并对磁性吸附材料在废水中的应用进行了展望。

关键词：磁性吸附材料重金属有机污染物放射性核素

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磁性吸附材料对阿特拉津的去除研究

磁性吸附材料对阿特拉津的去除研究

热烈庆祝中国化学会成立80周年——中国化学会第16届反...

作者：张满成王梦乔周庆李爱民污染控制与资源化研究国家重点实验室南京大学环境学院

＜正＞阿特拉津（Atrazine,AT）,化学名称为2-氯-4-乙胺基-6-异丙胺基-1,3,5-三氮苯,是一种广泛使用的除草剂。其化学性质稳定,在中性、弱酸性及弱碱性条件下均能稳定存在。有关研究报道,AT对动物的生殖功能和内分泌系统有极大的影响,... 详细信息

＜正＞阿特拉津（Atrazine,AT）,化学名称为2-氯-4-乙胺基-6-异丙胺基-1,3,5-三氮苯,是一种广泛使用的除草剂。其化学性质稳定,在中性、弱酸性及弱碱性条件下均能稳定存在。有关研究报道,AT对动物的生殖功能和内分泌系统有极大的影响,同时具有潜在的"三致"特性。由于其使用量大,残留期较长,施用后会通过地表径流、淋溶渗漏等途径进入地表水

关键词：水体污染有机污染物磁性吸附材料吸附作用

来源： cnki会议评论

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磁性吸附材料在废水中的应用研究进展

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