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磁性水滑石快速吸附水体中Cu(Ⅱ)离子

环境工程学报 2015年第9期9卷 4339-4344页

作者：张琪罗琳张嘉超刘武嫦胡伟斌湖南农业大学资源环境学院长沙410128 湖南农业大学园艺园林学院长沙410128

为了探究磁性水滑石对水体中Cu（Ⅱ）离子的去除效果,利用四氧化三铁对水滑石进行磁化,用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和傅里叶红外光谱仪表征磁性水滑石。然后,探究磁性水滑石在不同吸附温度、时间、pH、投加量等条件下去除模拟废水中C... 详细信息

为了探究磁性水滑石对水体中Cu（Ⅱ）离子的去除效果,利用四氧化三铁对水滑石进行磁化,用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和傅里叶红外光谱仪表征磁性水滑石。然后,探究磁性水滑石在不同吸附温度、时间、pH、投加量等条件下去除模拟废水中Cu（Ⅱ）的性能。结果表明,磁性水滑石对Cu（Ⅱ）最大吸附量为32.36 mg/g,吸附动力学结果表明,磁性水滑石对Cu（Ⅱ）的吸附在前90 min基本完成。溶液保持pH 5.6-6.5时,磁性水滑石对Cu（Ⅱ）有良好的吸附效率。磁性水滑石可以再生循环利用3-4次。实验证明,磁性水滑石是一种良好的Cu（Ⅱ）吸附剂。

关键词：磁性水滑石铜离子吸附

磁性水滑石的制备、表征及其吸附刚果红的应用研究

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南京农业大学学报 2018年第2期41卷 349-356页

作者：朱波张亚东徐江艳陈敏施瑛蒋红梅南京农业大学理学院江苏南京210095

[目的]采用水热法制备磁性水滑石材料(MNP-LDH),并以该材料作为吸附剂来吸附水体中的刚果红染料,探究其脱附和循环利用性,同时制备磁纳米四氧化三铁(MNP)和水滑石(LDH)作为对照。[方法]采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱、... 详细信息

[目的]采用水热法制备磁性水滑石材料(MNP-LDH),并以该材料作为吸附剂来吸附水体中的刚果红染料,探究其脱附和循环利用性,同时制备磁纳米四氧化三铁(MNP)和水滑石(LDH)作为对照。[方法]采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱、比表面积测定仪以及X射线衍射仪对上述材料进行表征;采用静态吸附的方法,以紫外可见分光光度计为检测手段,考察了pH、吸附时间和初始浓度等对材料吸附性能的影响;采用Langmuir吸附等温模型和准二级动力学吸附模型对上述材料进行了热力学和动力学模拟研究;以氢氧化钠为洗脱剂,对MNP-LDH进行了脱附和循环利用性研究。[结果]1)由电子显微镜图谱可以看出:MNP-LDH与MNP均呈规则的球型结构,粒径同为100 nm左右,MNP-LDH形成的孔径较裸露的MNP更小;MNP-LDH与LDH的红外光谱图中400~600 cm^(-1)的吸收峰代表Fe—O、Al—O及Mg—O的伸缩振动和弯曲振动,1 300 cm^(-1)附近的吸收峰对应C—O的伸缩振动,3 400 cm^(-1)左右的峰归属于O—H伸缩振动。X射线衍射光谱图显示:MNP-LDH以及MNP都为Fe_3O_4晶型,且出现了MNP-LDH的特征峰;MNP-LDH的单点BET比表面积远大于LDH的单点BET比表面积。2)当pH值从2增至4时,材料对水中刚果红的吸附能力随之明显降低,当pH值达到4以后,吸附容量基本保持平衡,且MNP-LDH的吸附容量大于MNP和LDH的吸附容量。3)随着刚果红初始质量浓度增大,MNP-LDH和MNP对刚果红的吸附容量也不断增大,当质量浓度达到100 mg·L^(-1)后,材料达到吸附饱和。4)随着超声时间延长,MNP-LDH的吸附容量不断增加,10 min以后,材料对不同初始质量浓度刚果红的吸附都达到平衡。5)MNP-LDH和MNP对刚果红的吸附符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学吸附模型。6)0.1 mol·L^(-1)的氢氧化钠可以定量洗脱刚果红,且材料可循环使用4次而脱附率基本没有变化。7)将本材料应用于某工业废水中刚果红的去除分析,待测物的回收率为113%,说明本材料可有效去除实际水样中的刚果红。[结论]在pH2.5,刚果红初始质量浓度为150 mg·L^(-1),超声时间为15 min的条件下,MNP-LDH可以达到最大吸附容量265.96 mg·g^(-1);MNP-LDH具有良好的再生性。

关键词：磁性水滑石吸附刚果红

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磁性水滑石的制备及去除水中磷酸盐的研究

磁性水滑石的制备及去除水中磷酸盐的研究

作者：李永辉北京化工大学

学位级别：硕士

近些年来,由氮、磷过量排放导致的富营养化现象日益严重,己发展为我国最严重的水环境问题之一。磷作为造成水环境问题的主要元素,减少水体中磷的浓度一直是治理水污染的主要研究方向。吸附法因其具有成本低、反应可控、可实现磷资源回... 详细信息

近些年来,由氮、磷过量排放导致的富营养化现象日益严重,己发展为我国最严重的水环境问题之一。磷作为造成水环境问题的主要元素,减少水体中磷的浓度一直是治理水污染的主要研究方向。吸附法因其具有成本低、反应可控、可实现磷资源回收等优点,在磷污染控制领域备受关注。磁性水滑石吸附剂在拥有高吸附容量的同时具有快速固液分离性能,为循环再生提供必要前提,但因其现有制备方法步骤繁琐,严重阻碍了其工业应用。针对上述问题,本文以铝铁合金为基础,引入镁盐,开发了一种新型、制备过程简单的磁性水滑石吸附剂制备方法。研究了制备磁性水滑石的最佳条件,并对其进行表征分析,考察不同条件下磁性水滑石的除磷性能和循环再生性能,并进行稳定性测试,对吸附磷酸盐的动力学、等温线以及热力学数据进行分析,结合吸附前后SEM、XRD、FTIR、Zeta电位、XPS多种表征手段,探究吸附机理。结果表明,最佳碱刻蚀时间为4h,加镁盐后搅拌时间为2h,氢氧化钠溶液浓度为1 molL-1,合金粒径目数为20～40目,铁含量为10%,最佳条件下LFe10（Fe占总质量10%）比表面积为106.09 m2 g-1,对40 mg L-1的磷酸盐去除率可达99%以上,同时饱和磁化强度可达6.51 emug-1,可以实现20 s内快速固液分离,其最大吸附量可达81.2 mg g-1。SO42-、Cl-、NO3-三种阴离子对LFe10吸附磷酸盐抑制作用较小,Na2CO3为磁性水滑石的最佳再生剂,浓度为0.1 molL-1,循环5次仍可达70%以上的再生率。焙烧前后磁性水滑石均具有较低的Mg、Al、Fe金属离子释放率。Fe3O4的存在提高了复合材料的吸附容量和化学稳定性。磁性水滑石对磷酸盐的吸附符合准二级动力学和Langmuir吸附等温模型,表明化学吸附是其主要吸附机制;热力学分析表明吸附为自发反应,且朝熵增大方向进行;综合表征分析,可得磁性水滑石吸附磷酸盐机理主要为静电吸引、内球络合以及层间阴离子交换。为水体磷污染的进一步改善和吸附剂的改性提供了方向和理论支持。

关键词：磁性水滑石磷酸盐吸附合金

磁性水滑石的制备及处理含铜、镉模拟废水的行为与机理研究

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磁性水滑石的制备及处理含铜、镉模拟废水的行为与机理研究

作者：张琪湖南农业大学

学位级别：硕士

该研究选用LDHs、FeCl2和FeCl3为质料,合成了吸附性能良好的磁性水滑石,运用Scanning electron mircroscope、Powder X-ray diffraction和Fourier Transform Infrared Spectroscopy等技术对其进行表征。研究了不同影响因素对磁性水滑石吸附单一体系铜、镉的影响,进而拟合了铜、镉在磁性水滑石上的吸附等温方程、动力学方程、热力学行为;并用扩展Langumir模型拟合磁性水滑石对复合体系铜镉的竞争吸附特征。最后,探讨分析磁性水滑石去除重金属Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的机理。本文主要有以下几点结论：(1)比较水滑石、煅烧水滑石、四氧化三铁和磁性水滑石的吸附效果。不同材料对Cu(Ⅱ)去除效果为：磁性水滑石≥煅烧水滑石>水滑石>四氧化三铁。(2)温度500-C、焙烧5h的水滑石和Fe304的质量比为0.6：1制备的磁性水滑石吸附效果最佳。水滑石是钙铝型水滑石,含有少量杂质,凹凸不平的表面增加了与重金属的接触面积,比表面积达到68.18m2/g,平均粒径74.53A,孔容为0.13cm3/g;矿物相比较复杂,含CaiAl2O6Cl2·10H2O、Ca2 Al(OH)6Cl2·2H2O、 Ca2(Al/Fe)2O5、Ca0.15Fe2.85O4、Ca3Al2O5-xH20、Ca(AL/Fe)12O19等。(3)磁性水滑对Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)离子皆有优异的吸附性能。在Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)单一溶液中,行为符合Langmuir吸附等温回归线、Lagergren准二级动力学方程、属于吸热反应过程。在Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)复合体系中,磁性水滑石对两者的吸附量和LCA模型拟合值相差甚微。(4)磁性水滑石主要以静电吸附为主,辅以化学沉淀方式吸附水体中重金属Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)。

关键词：磁性水滑石 Cu(Ⅱ) Cd(Ⅱ) 吸附

己二酸改性磁性水滑石的制备及其吸附铀的性能

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湿法冶金 2017年第3期36卷 213-217页

作者：任宇宿延涛陈树森勾阳飞王凤菊核工业北京化工冶金研究院北京101149

研究了用化学共沉淀法和离子交换法合成己二酸改性磁性水滑石,并采用FT-IR、TGA和VSM等手段对其结构、热稳定性和磁性能进行表征。考察了溶液pH、接触时间、铀初始质量浓度等对己二酸改性磁性水滑石吸附铀的影响。结果表明,己二酸改性... 详细信息

研究了用化学共沉淀法和离子交换法合成己二酸改性磁性水滑石,并采用FT-IR、TGA和VSM等手段对其结构、热稳定性和磁性能进行表征。考察了溶液pH、接触时间、铀初始质量浓度等对己二酸改性磁性水滑石吸附铀的影响。结果表明,己二酸改性磁性水滑石对铀有较好的吸附效果,吸附平衡容量达332mg/g干,对低质量浓度(磁性水滑石处理含铀溶液有一定应用前景。

关键词：磁性水滑石己二酸化学改性铀吸附

磁性水滑石负载纳米钯催化剂的制备及催化Suzuki反应的研究

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化学与粘合 2013年第4期35卷 5-9页

作者：范艳霞单雯妍张智白雪峰黑龙江省科学院石油化学研究院黑龙江哈尔滨150040

采用化学沉淀法将磁性基质与二维层状水滑石组装制备了磁性的水滑石,再利用浸渍法和滴加吸附的负载方法制备了磁性水滑石负载纳米钯催化剂。通过XRD、ICP-AES、TG、氢气脉冲吸附等分析手段对磁性催化剂晶型结构、形貌及金属分散度进行... 详细信息

采用化学沉淀法将磁性基质与二维层状水滑石组装制备了磁性的水滑石,再利用浸渍法和滴加吸附的负载方法制备了磁性水滑石负载纳米钯催化剂。通过XRD、ICP-AES、TG、氢气脉冲吸附等分析手段对磁性催化剂晶型结构、形貌及金属分散度进行了表征,考察了用磁性水滑石负载纳米钯催化剂对不同碱、溶剂、溶剂与水比例、时间、温度、催化剂用量等条件对Suzuki反应的影响。实验结果表明,水滑石赋予磁性后结构并没有改变,仍然具有较高的催化活性。反应的最佳条件为:碳酸钾作碱、溶剂为乙醇、与水比例为1∶5、反应温度为60℃、反应1h、催化剂用量分别为3.6×10-3mmol和4.8×10-3mmol,催化剂重复三次产物收率仍可保持在90%以上。

关键词：磁性水滑石负载纳米钯 Suzuki偶联反应

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磁性水滑石对Cd(Ⅱ)的吸附性能

广东化工 2017年第3期44卷 17-19页

作者：胡伟斌罗琳张琪周睿湖南农业大学资源环境学院湖南长沙410128

文章利用四氧化三铁对水滑石进行磁化改性,通过SEM、FTIR对其形貌进行表征,探究该材料去除水中Cd(Ⅱ)的热力学模型和动力学模型。SEM、FTIR表征结果证明:磁化后表面形态有较大的改善、结构官能团变化不大。实验表明:磁性水滑石对Cd(Ⅱ)... 详细信息

文章利用四氧化三铁对水滑石进行磁化改性,通过SEM、FTIR对其形貌进行表征,探究该材料去除水中Cd(Ⅱ)的热力学模型和动力学模型。SEM、FTIR表征结果证明:磁化后表面形态有较大的改善、结构官能团变化不大。实验表明:磁性水滑石对Cd(Ⅱ)的吸附在90 min基本完成,最大吸附量为34.722 mg·g^(-1),吸附模型符合Langmuir吸附等温模型和Lagergren准二级动力学模型。

关键词：磁性水滑石 Cd(Ⅱ) 吸附

磁性镁铝水滑石的制备及非均相Fenton降解甲基橙

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工业安全与环保 2020年第10期46卷 58-61,98页

作者：杜昌俊王光华李文兵张政陈铁李享成武汉科技大学化学与化工学院绿色与智能煤化工工程技术研究中心武汉430081 武汉科技大学材料与冶金学院省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081

通过共沉淀法合成了Mg-Al水滑石(LDH),并采用原位氧化沉淀法将纳米Fe3O4负载于水滑石上,制备出了磁性水滑石复合材料。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对催化剂进行表征,研究了不同磁性水滑石对H2O... 详细信息

通过共沉淀法合成了Mg-Al水滑石(LDH),并采用原位氧化沉淀法将纳米Fe3O4负载于水滑石上,制备出了磁性水滑石复合材料。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对催化剂进行表征,研究了不同磁性水滑石对H2O2氧化降解甲基橙的催化活性。结果表明,Fe3O4纳米颗粒能均匀负载在水滑石表面,并避免了Fe3O4团聚现象的发生,磁性水滑石的催化性能较纯Fe3O4有了明显提升。在最佳条件即pH=3、温度25℃、H2O2用量30 mmol/L、催化剂用量1 g/L的条件下,100 mg/L的甲基橙溶液在120 min内降解率达到97%。催化剂具有良好的化学稳定性,重复使用4次后效果稳定。

关键词：镁铝水滑石四氧化三铁磁性水滑石 Fenton降解甲基橙

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复合磁性LDHs的制备及其酯交换性能

复合磁性LDHs的制备及其酯交换性能

作者：何晗东北石油大学

学位级别：硕士

随着世界的发展,化石燃料储备进一步枯竭,能源危机的出现及全球变暖、环境污染等问题迫使人类寻找可再生能源。人类的生存离不开大自然,由于资源的过度开采,导致环境问题日趋严重,保护环境迫在眉睫。生物柴油技术来源于大自然——可再... 详细信息

随着世界的发展,化石燃料储备进一步枯竭,能源危机的出现及全球变暖、环境污染等问题迫使人类寻找可再生能源。人类的生存离不开大自然,由于资源的过度开采,导致环境问题日趋严重,保护环境迫在眉睫。生物柴油技术来源于大自然——可再生的植物、动物油等提取的油脂,经过化学反应制备的一种可以替代化石燃料的可再生能源。生物柴油是一种可再生能源,燃烧产物清洁无害,目前其生产方式为碱性条件下的酯交换反应,碱性催化剂在较为温和的条件下就可表现出较高的活性,但存在催化剂与产物分离困难,不利于其长期发展。(1)以FeCl3·6HO和FeCl2·4HO为原料(Fe3+、Fe2+摩尔比为2:1),制备磁性FeO粒子,再以共沉淀法制备FeO/MgAl-LDHs。在500℃下进行高温焙烧得到FeO/Mg(Al)O磁性固体碱。通过热重(TG-DTG)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)对其晶体热稳定性、组成、结构、比表面积及磁学性能进行表征,并研究催化剂的酯交换活性。研究表明:MgAl-LDHs与FeO形成一种复合物,具有类水滑石典型的层状结构,也有一定的磁响应能力,经500℃焙烧后生成了FeO/MgAl-LDO,其比表面积显著增加,具有较高的酯交换活性。通过性能评价,在反应温度65℃,反应时间4h,n(甲醇):n(微藻油)=13:1,m(FeO/MgAl-LDHs):m(微藻油)=4%的最优反应条件下,生物柴油产率达90%,具有重复利用性。(2)以共沉淀法制备Zn改性的FeO/ZnMgAl-LDHs新型固体碱催化剂,通过热重(TG-DTG)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)对其进行表征。研究结果表明,当Zn2+的掺杂量为15%,n(甲醇):n(微藻油)=12:1,m(FeO/ZnMg(Al)O):m(微藻油)=3%,65℃反应3h时,FeO/ZnMgAl-LDHs催化活性最高,微藻新型生物柴油的收率高达94%,在重复使用7次后,生物柴油收率仍高于82%。

关键词：磁性水滑石生物柴油微藻酯交换反应