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磁改性硅藻土对水中磷的吸附性能研究

环境污染与防治 2015年第12期37卷 41-44,50页

作者：韩琳于鹏刘志英聂广泽李溪张悦徐炎华南京工业大学环境学院江苏省工业节水减排重点实验室江苏南京210009

利用硅藻土和FeSO_4·7H_2O为主要原料,采用共沉淀法制备应用于抑制水体富营养化的除磷吸附材料——磁改性硅藻土,通过BET比表面积、X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)和磁滞回归对其进行表征。结果表明:磁改性硅藻土表面除了含SiO_2,还增加... 详细信息

利用硅藻土和FeSO_4·7H_2O为主要原料,采用共沉淀法制备应用于抑制水体富营养化的除磷吸附材料——磁改性硅藻土,通过BET比表面积、X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)和磁滞回归对其进行表征。结果表明:磁改性硅藻土表面除了含SiO_2,还增加了Fe_2O_3和Fe_2SiO_4,且具有优良的磁性;当吸附时间为120min、酸性、吸附剂投加量为10g/L时,磁改性硅藻土对磷的去除率最大,是硅藻土的4.6倍;Langmuir拟合方程能更好地拟合磁改性硅藻土对磷的等温吸附曲线,表明磁改性硅藻土对废水中磷的吸附是单分子层吸附过程;吸附饱和的磁改性硅藻土在外加磁场作用下可迅速实现固液分离。

关键词：硅藻土磁改性吸附除磷

磁改性海泡石活化过硫酸盐降解水中内分泌干扰物的研究

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磁改性海泡石活化过硫酸盐降解水中内分泌干扰物的研究

作者：宗绍燕西南交通大学

学位级别：硕士

内分泌干扰物残留于水环境具有较高的环境风险,潜在威胁人类健康。然而,传统的物理法和生物法不能在短时间内有效去除内分泌干扰物。因此,如何高效去除水中内分泌干扰显得尤为重要。本文通过共沉淀法将FeO负载于改性后的海泡石黏土表面... 详细信息

内分泌干扰物残留于水环境具有较高的环境风险,潜在威胁人类健康。然而,传统的物理法和生物法不能在短时间内有效去除内分泌干扰物。因此,如何高效去除水中内分泌干扰显得尤为重要。本文通过共沉淀法将FeO负载于改性后的海泡石黏土表面,制得磁改性海泡石催化剂,催化过硫酸钾(KSO,PDS)降解水中内分泌干扰物双酚A(BPA)和阿特拉津(ATZ)。通过使用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、孔结构分析仪、等电点分析仪和磁性能分析仪对催化剂的形貌和结构以及物理性质进行了表征分析;通过采用超高效液相色谱、吸附动力学、液质联用色谱考察了磁改性海泡石/PDS体系对内分泌干扰物的降解效能,优化了反应条件,阐明了反应机理。主要研究结果如下:(1)表征结果表明FeO能够负载于改性后的海泡石表面,成功制备了磁改性海泡石催化剂。制得的催化剂比表面积、平均孔径和孔容分别为81.02 m/g、7.88 nm以及0.116 cm/g,等电点为7.6,具有显著的磁性且在水中可通过外加磁力对其进行收集。(2)磁改性海泡石催化剂对BPA的吸附结果表明高比表面积的催化剂可对BPA有效吸附,室温下(25℃)平衡吸附量可达11.6 mg/g,平衡吸附量随溶液p H值(2-11)增大呈现先增加后下降的趋势,在p H值为7时平衡吸附量达到最大即11.6 mg/g。并且催化剂在不同温度下对BPA的吸附符合准二级反应动力学。使用磁改性海泡石/PDS体系降解BPA,当PDS投量为4000 mg/L、催化剂投量为2 g/L、溶液p H值为5、温度为25℃时,磁改性海泡石/PDS非均相体系可在20分钟内完全降解BPA(30 mg/L)。自由基猝灭实验证明体系内自由基以SO为主,少量OH为辅。(3)不同催化剂投量和PDS投量对BPA降解分析结果表明,催化剂投量为1.2 g/L到3.8 g/L时,BPA的降解率呈现先增后减的趋势,在催化剂投量为3.0 g/L时,BPA的降解率达到100%;当PDS投量为4000 mg/L时,BPA在20分钟内即可接近完全降解。进一步对催化剂进行了重复性和稳定性测试表明催化剂在循环使用过程中仍能保持较好的催化活性和稳定性。使用液质联用色谱仪(LC-MS)进一步对中间产物进行了鉴定,并在此基础上对BPA可能的降解途径进行分析。(4)磁改性海泡石催化剂对ATZ的吸附结果表明高比表面积的催化剂同样可吸附ATZ分子,60℃平衡吸附量可达2.230 mg/g,而不同温度下催化剂对ATZ的吸附动力学存在差异。使用磁改性海泡石/PDS体系降解ATZ,当PDS投量为2000 mg/L、催化剂投量为1g/L、溶液p H值为5、温度为25℃时,磁改性海泡石/PDS非均相体系可在90分钟内降解70.4%的ATZ(10 mg/L)。自由基猝灭实验证明体系内自由基以SO为主,少量OH为辅。(5)不同PDS投量和溶液初始p H值对ATZ降解分析结果表明,在PDS投量为1000 mg/L-6000 mg/L时,提高PDS投量有利于ATZ的降解;酸性(p H<7)和碱性环境条件(p H≥10)比中性条件更有利于ATZ的降解。进一步对催化剂进行了重复性和稳定性测试表明催化剂在循环使用过程中仍能保持较好的催化活性和稳定性。使用LC-MS进一步对中间产物进行了鉴定,并在此基础上对ATZ可能的降解途径进行分析。

关键词：双酚A 阿特拉津海泡石磁改性过硫酸盐

磁改性GO/EP结构有序复合材料的界面相容性和气密性研究

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磁改性GO/EP结构有序复合材料的界面相容性和气密性研究

作者：郑莉哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

凭借低密度、高强度等优异性能，碳纤维增强树脂基复合材料在低温超导，低温储氮和储氦等领域备受科研人员的广泛关注，但在低温环境下，复合材料对微裂纹非常敏感，其气密性能面临更严格的挑战。片状填料有序化排列可以显著提高树脂基... 详细信息

凭借低密度、高强度等优异性能，碳纤维增强树脂基复合材料在低温超导，低温储氮和储氦等领域备受科研人员的广泛关注，但在低温环境下，复合材料对微裂纹非常敏感，其气密性能面临更严格的挑战。片状填料有序化排列可以显著提高树脂基复合材料的气密性能，但填料与树脂的界面相容性较差。基于此，本课题针对磁改性氧化石墨烯(GO)增强环氧树脂结构有序复合材料的界面相容性和气密性开展研究。首先采用化学共沉淀法制备了粒径在20nm左右的Fe3O4磁性纳米粒子，依次与正硅酸乙酯(TEOS)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)作用，成功在纳米粒子表面引进NH2官能团;氨基的引进不仅提高了后期纳米粒子在氧化石墨烯表面的负载量，更改善了磁改性GO与环氧树脂在界面处的相容性。以300目的天然鳞片石墨为原料，采用改进hummers法制备了氧化石墨烯(GO)，它是长宽在10微米左右的大片层，表面带有的羧基、羟基等含氧官能团使其在水和乙醇中能均匀分散。采用原位生成法和化学接枝法分别对GO进行磁改性，原位生成法破坏了GO的大片层结构，且负载的Fe3O4纳米粒子也相当有限。化学接枝法获得了非常理想的结果，纳米粒子不仅在GO表面分布均匀，且负载量可控。当二者质量比达到2:1时，氨基化Fe3O4几乎完全覆盖了GO的表面，其饱和磁化强度为20emu/g，矫顽力为20Oe，具备超顺磁性;FTIR分析显示磁改性GO表面残留着一定数量的氨基。将化学接枝法获得的磁改性GO添加到环氧树脂中，制备了结构无序复合材料，借助SEM直观地评价了二者界面相容性的好坏，形貌分析结果表明，磁改性GO与环氧树脂的界面相容性比磁改性膨胀石墨有很大改善。复合材料的IR和XPS分析表明，磁性粒子表面的氨基与树脂的环氧基团发生了开环加成反应，是提高两者相容性的主要原因。建立椭圆薄片模型分析了片状填料在磁场作用下的受力情况，根据波尔茨曼函数计算了定向所需的最小磁场强度为82.5mT，最后采用0.4T动态交替磁场制备了质量分数为1%的结构有序复合材料。断面的形貌分析结果证明，磁改性氧化石墨烯在环氧树脂中高度有序排列;结构有序和无序复合材料的XRD衍射图谱在10°的特征衍射峰（对应氧化石墨烯(002)晶面）具有明显区别，进一步证明了磁改性氧化石墨烯在环氧树脂中的高度有序化。最后，采用氦质谱检漏仪测量了复合材料的氦漏率，分析了磁改性氧化石墨烯含量和结构有序性对复合材料气密性的影响。实验结果表明，在一定范围内，磁改性氧化石墨烯含量越多，复合材料的氦漏率越低，即气密性能越好;对于磁改性氧化石墨烯含量相同的结构无序和有序复合材料，结构有序复合材料的气密性更好。

关键词：氧化石墨烯磁改性结构有序复合材料界面相容性气密性

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四针状氧化锌表面的磁改性研究

材料导报 2011年第14期25卷 35-38页

作者：黄小忠周丁杜作娟中南大学物理科学与技术学院长沙410083

采用化学沉淀法,分别使用亚铁溶液、高铁溶液以及两者的混合溶液对T-ZnO进行表面改性,利用扫描电子显微镜(SEM)比较了不同改性结果的表面覆盖情况以及EDX测试元素含量。其表面Fe附着量(质量分数)分别为1.89%、3.76%、2.77%。采用TEOS在T... 详细信息

采用化学沉淀法,分别使用亚铁溶液、高铁溶液以及两者的混合溶液对T-ZnO进行表面改性,利用扫描电子显微镜(SEM)比较了不同改性结果的表面覆盖情况以及EDX测试元素含量。其表面Fe附着量(质量分数)分别为1.89%、3.76%、2.77%。采用TEOS在T-ZnO表面预涂覆SiO2层,将表面Fe的吸附量提高了3倍左右,达到12.73%。

关键词：四针状氧化锌磁改性正硅酸乙酯

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用磁改性海泡石处理含镍废水

电镀与涂饰 2015年第1期34卷 47-52页

作者：李琛夏强曹阳戴宝成宋凤敏刘智峰葛红光陕西理工学院化学与环境科学学院陕西汉中723001 北京林业大学环境科学与工程学院北京100083 陕西理工学院数学与计算机科学学院陕西汉中723001 黄河水利委员会宁蒙水文水资源局内蒙古包头014030

以天然海泡石为原料,Fe SO4·4H2O和Fe Cl3·6H2O为改性剂,制备了磁改性海泡石并用于处理含Ni2+废水。考察了吸附时间、反应温度、p H和Ni2+初始质量浓度对磁改性海泡石对Ni2+吸附量的影响。结果显示,磁改性海泡石对Ni2+的吸附量随吸附... 详细信息

以天然海泡石为原料,Fe SO4·4H2O和Fe Cl3·6H2O为改性剂,制备了磁改性海泡石并用于处理含Ni2+废水。考察了吸附时间、反应温度、p H和Ni2+初始质量浓度对磁改性海泡石对Ni2+吸附量的影响。结果显示,磁改性海泡石对Ni2+的吸附量随吸附时间、温度、p H与Ni2+初始质量浓度的增加而提高,吸附行为与二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型拟合较好。对于Ni2+质量浓度为50 mg/L的废水,在25°C、p H=5的条件下,0.5 g磁改性海泡石对Ni2+的吸附量为2.95 mg/g。通过正交试验优选出适用于处理Ni2+质量浓度为68.48 mg/L的某镀镍车间漂洗废水的最佳条件为:温度65°C,p H 4.2,吸附剂投加量1.5 g,时间为1.5 h。最终Ni2+去除率为99.65%,出水Ni2+质量浓度为0.24 mg/L,远低于GB 21900–2008中表2规定的排放限值(0.5 mg/L)。

关键词：海泡石磁改性含镍离子废水处理等温吸附模型

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云母的磁改性及其聚合物有序复合材料的制备

功能材料 2007年第A9期38卷 3593-3594页

作者：李华艳陈国华华侨大学聚合物与纳米新材料研究所福建泉州362021

通过磁场诱导，制备了环氧树脂／云母高度取向复合材料．采用化学共沉淀法，先在云母表面包覆上一层强磁性纳米粒子．将磁改性云母分散在环氧树脂基体中，在外加磁场诱导下，云母在基体中沿一定方向取向排列。通过SEM，XRD等表征手段对... 详细信息

通过磁场诱导，制备了环氧树脂／云母高度取向复合材料．采用化学共沉淀法，先在云母表面包覆上一层强磁性纳米粒子．将磁改性云母分散在环氧树脂基体中，在外加磁场诱导下，云母在基体中沿一定方向取向排列。通过SEM，XRD等表征手段对样品的形貌和结构进行了分析，结果表明，云母片在基体中彼此平行排列．

关键词：云母磁改性有序排列复合材料

棉花生物炭磁改性及耦合菌藻共生反应器处理含抗生素废水研究

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棉花生物炭磁改性及耦合菌藻共生反应器处理含抗生素废水研究

作者：邹艳玲山东师范大学

学位级别：硕士

本论文的主要目的是探索基于生物炭材料的农业废弃生物质在污水资源化领域的应用,以棉花秸秆为对象,研究其磁性生物炭的制备及对铅离子的吸附效应,并耦合菌藻共生生物反应器,探究磁性生物炭-菌藻共生耦合装置对含莫西沙星废水的处理效... 详细信息

本论文的主要目的是探索基于生物炭材料的农业废弃生物质在污水资源化领域的应用,以棉花秸秆为对象,研究其磁性生物炭的制备及对铅离子的吸附效应,并耦合菌藻共生生物反应器,探究磁性生物炭-菌藻共生耦合装置对含莫西沙星废水的处理效果及机制。本论文主要研究内容及结果如下:1.首先基于棉花秸秆进行磁性生物炭的制备,对制备成功的磁性棉花生物炭(MCB)和棉花秸秆生物炭(CB)进行系统的理化性质表征,探究MCB和CB对铅离子的吸附效应,分析两种生物炭对铅离子的吸附机理。根据SEM结果可知,MCB相对于CB来说表面更粗糙,具有更多凹凸不平、形状不规则的孔隙;BET结果分析表明,CB的比表面积为356.68 m/g,而MCB高达613.69 m/g,MCB因磁改性比表面积显著高于CB,可提供更多的吸附位点;MCB和CB的吸附-解吸等温线是I型和IV型的混合型,孔隙结构由介孔和微孔混合组成,这种混合结构更有利于CB和MCB吸附溶液中大小不同的分子;FTIR结果表明MCB中存在金属羟基,可通过离子交换过程促进对金属阳离子的吸附;不同单因素条件影响下,生物炭对Pb的吸附实验表明,在投加量为1 g/L,温度为25℃,初始Pb浓度为100 mg/L,溶液p H为5时,Pb的吸附平衡时间为6 h,得到最佳的去除率(99.01±1.21%)和吸附量(91.94±1.15 mg/g);吸附动力学模型拟合结果表明伪二级模型对吸附过程有最高的拟合度(R>0.99),说明化学吸附是MCB吸附Pb过程中的主导机制;Langmuir吸附等温线模型精准的描述了Pb的吸附过程,MCB和CB对Pb的最大单层吸附容量(Q)分别为208.33 mg/g和156.25 mg/g;吸附热力学模型结果表明相对低温条件可促进吸附反应自发进行,有利于减少在实际应用中的能源消耗。2.基于具有良好吸附性能的MCB,进行MCB耦合菌藻共生反应器处理含莫西沙星生活废水的性能及污水处理过程中资源回收的研究;通过预实验确定最佳的菌藻体积比为1:5,并通过测定COD、氨氮、TP、TN、莫西沙星去除率,油脂含量及叶绿素含量对系统性能进行评价;提取不同莫西沙星浓度下混合物的胞外聚合物,分析胞外聚合物中蛋白质和多糖含量,并根据高通量测序分析微生物群落变化。结果表明实验组和对照组的COD和氨氮的去除效果均维持在80%以上,总磷、总氮的去除率相对较低,总磷和总氮的去除率分别高于65%和57%;当莫西沙星浓度为0.1-0.3mg/L时,对照组去除率为80.33±2.11%,实验组能够达到对莫西沙星完全去除的效果;当莫西沙星浓度增加至1-6 mg/L时,实验组和对照组的去除率均有所下降,去除率分别为67.46±1.14%和41.73±1.21%,说明MCB耦合菌藻共生反应器不仅对COD、TP、TN、NH-N等污染物有明显去除作用,同时也有利于促进莫西沙星的去除;油脂和叶绿素a含量的结果具有相似的规律,实验组最大油脂含量达176.63 mg/L,叶绿素a的含量峰值为57.90 mg/L,均出现在实验运行的第20天,实验组峰值出现时间相对于对照组提前10天,表明MCB为小球藻的生长提供附着位点,可以促进小球藻的生长和生物量的积累;随着莫西沙星浓度的提高,蛋白质释放量有所增加,多糖含量下降,同时新出现了富里酸等有机物质,说明在莫西沙星压力下,微生物通过释放蛋白质来抵御胁迫压力;微生物群落的多样性及丰富度在莫西沙星的压力下都受到了一定的影响,随着莫西沙星浓度的提高,微生物的多样性和丰富度呈下降趋势;在属水平上,不同时期优势菌属种类不同,在莫西沙星浓度为0.1和0.5 mg/L时,Saccharimonadales是属水平中的优势菌属,占比37.7%。在莫西沙星为1 mg/L时,对照组中Comamonas为优势菌属,占比30.6%,在浓度为6 mg/L时,Thermomonas是实验组中的优势菌属。综上所述,本研究基于棉花秸秆成功制备了具有良好吸附性能的磁性生物炭,并系统表征其结构及理化性质,为农业废弃物循环利用和高效使用提供了新的途径;在此基础上进一步耦合菌藻共生反应器,开展了处理含抗生素废水的性能研究,结果表明该装置对常规污染物及莫西沙星均具有高效的去除效果,并且能够通过微藻产油,有效回收利用污水中的生物能,为污水资源化工程应用提供新的思路及理论支撑。

关键词：生物炭磁改性铅微藻油脂菌藻共生反应器莫西沙星

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云母的磁改性及其聚合物有序复合材料的制备

云母的磁改性及其聚合物有序复合材料的制备

第六届中国功能材料及其应用学术会议

作者：李华艳陈国华华侨大学聚合物与纳米新材料研究所

通过磁场诱导,制备了环氧树脂/云母高度取向复合材料．采用化学共沉淀法,先在云母表面包覆上一层强磁性纳米粒子．将磁改性云母分散在环氧树脂基体中,在外加磁场诱导下,云母在基体中沿一定方向取向排列．通过 SEM,XRD 等表征手段对样品... 详细信息

通过磁场诱导,制备了环氧树脂/云母高度取向复合材料．采用化学共沉淀法,先在云母表面包覆上一层强磁性纳米粒子．将磁改性云母分散在环氧树脂基体中,在外加磁场诱导下,云母在基体中沿一定方向取向排列．通过 SEM,XRD 等表征手段对样品的形貌和结构进行了分析,结果表明,云母片在基体中彼此平行排列．

关键词：云母磁改性有序排列复合材料

来源： cnki会议评论

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疏浚底泥免烧陶粒的制备及其净水效果

环境工程学报 2017年第5期11卷 2804-2811页

作者：周颜贾瑞周兰彭啸吴燕天津科技大学化工与材料学院天津300457

以疏浚底泥为原料,采用免烧法制得疏浚底泥免烧陶粒(DSUC),同时对DSUC磁改性制得磁改性免烧陶粒(MUC),并将其作为陶粒过滤器滤料,与商品烧结陶粒(CSC)进行净水实验对比,探究了不同滤料对原水的处理效果,并调节循环水温度探究最佳运行温... 详细信息

以疏浚底泥为原料,采用免烧法制得疏浚底泥免烧陶粒(DSUC),同时对DSUC磁改性制得磁改性免烧陶粒(MUC),并将其作为陶粒过滤器滤料,与商品烧结陶粒(CSC)进行净水实验对比,探究了不同滤料对原水的处理效果,并调节循环水温度探究最佳运行温度。在净水实验中,控制原水流速0.07 mL·s^(-1),进水方式为连续进水。结果表明,运行温度为30℃时效果最优,此条件下COD、NH_3-N、SS和TP的去除率在22 d后稳定,平均去除率分别为55%、65%、78%和50%。DSUC对原水处理效果与CSC相近,MUC效果更佳,MUC对COD、NH_3-N、SS及TP去除率在22 d后分别稳定在65%、69%、79%和51%左右,说明弱磁性可能能够增加微生物活性,促进其在陶粒表面生长,提高处理原水的效果。

关键词：疏浚底泥免烧陶粒磁改性陶粒过滤器净水效果