纳米SiO_2及磁性γ-Fe_2O_3@SiO_2对Hg~(2+)的吸附及去除

首先用微乳法合成了纳米SiO_2和纳米γ-Fe_2O_3,然后利用传统的St9ber方法合成出核壳结构的γ-Fe_2O_3@SiO_2,并利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)对其进行了表征。采用双硫腙光度法在551nm处,测定了Hg~(2+)在纳米SiO_2、纳米γ-Fe_2O_3和γ-Fe_2O_3@SiO_2表面的吸附等温线,发现三者的吸附等温线类型依次为Ⅱ、Ⅲ和Ⅰ型,等温线类型与纳米材料的分散性、表面硅羟基、离子空位以及磁性有关。利用双吸附等温线法、准一级和准二级动力学模型对吸附数据进行拟合得出:纳米SiO_2和γ-Fe_2O_3@SiO_2对Hg~(2+)的吸附符合Langmuir等温式,而纳米γ-Fe_2O_3对Hg~(2+)的吸附符合Freundlich等温式。三者对Hg~(2+)的去除率均与pH有关,均属于准二级动力学模型。     

基于γ-Fe_2O_3磁性纳米微球的MSPE研究

采用共价修饰方法得到海藻酸钠修饰的γ-Fe_2O_3@SiO_2-NH2-AA纳米粒子,用X-射线衍射法确定γ-Fe_2O_3的结构,用IR对纳米粒子γ-Fe_2O_3,γ-Fe_2O_3@SiO_2-NH2和γ-Fe_2O_3@SiO_2-NH2-AA进行结构确证.结果表明,氨基化和多糖化修饰成功.在静电相互作用下,利用γ-Fe_2O_3@SiO_2-NH2-AA纳米粒子对罗丹明B进行磁固相萃取,并对其进行优化.     

磁性MOFs复合材料(Fe3O4@HKUST-1)的制备及其对U(VI)的吸附研究

以Fe_3O_4磁性纳米粒子、Cu(NO3)2·3H2O和均苯三甲酸为主要原料合成了一种新型磁性MOFs复合材料-Fe_3O_4@HKUST-1,对其进行XPS、SEM、XRD以及FT-IR表征分析,结果显示该复合材料形貌结构是以Fe_3O_4磁性纳米粒子为核,HKUST-1将其包裹在内.以Fe_3O_4@HKUST-1作为吸附剂,研究不同环境条件下(pH、浓度和吸附时间)对铀的吸附影响.在pH为4的条件下,铀在Fe_3O_4@HKUST-1上有较高的吸附量.Fe_3O_4@HKUST-1对U(Ⅵ)的吸附符合二级动力学模型以及Langmuir等温吸附模型.研究结果表明,Fe_3O_4@HKUST-1对水中U(Ⅵ)有着良好的吸附能力,可作为一种高效的铀吸附材料.     

Fe_3O_4@SiO_2@ZnO/ZnS纳米复合材料的制备及性能研究

选用Fe_3O_4@SiO_2@ZnO作为基体材料,采用一步硫化法成功制备出Fe_3O_4@SiO_2@ZnO/ZnS纳米复合材料.通过XRD、SEM、TEM和XPS测试表征手段证实了ZnO的表面已转化成ZnS,构建出ZnO/ZnS核壳结构.VSM测试结果表明,制得的Fe_3O_4@SiO_2@ZnO/ZnS纳米复合材料具有明显的超顺磁性,利于材料的回收再利用.在Fe_3O_4@SiO_2@ZnO/ZnS纳米复合材料的紫外-可见吸收光谱中,不仅观测到了ZnO和ZnS的特征吸收边,而且在可见光区域出现了明显增强的吸收边.通过对四环素的可见光催化降解实验,证实了Fe_3O_4@SiO_2@ZnO/ZnS纳米复合材料具有优异的可见光催化活性.     

Fe3O4@SiO2@CeO2应用于废水中亚甲基蓝的吸附研究

首先通过溶剂热法制备Fe_3O_4磁核作为种子,然后通过St9ber法在种子外包覆SiO_2层,再在SiO_2层上通过均匀沉淀法使CeO_2沉积在表面,得到Fe_3O_4@SiO_2@CeO_2磁性纳米材料,并将其作为纳米吸附剂应用于废水中亚甲基蓝的吸附研究。通过优化该吸附剂的用量、溶液初始pH、震荡时间、解吸剂H_2O_2的用量等条件,进一步考察该纳米吸附剂对亚甲基蓝的再循环次数及最大吸附量。实验结果表明,在最佳条件下,该纳米吸附剂对亚甲基蓝的吸附率达82%以上,经过吸附-脱附-再吸附5次循环过程,其对亚甲基蓝的吸附率仍保持在80%以上,且最大吸附容量q_(max)=60.96 mg/g。一方面利用Fe_3O_4磁核方便磁分离功能,另一方面CeO_2层对亚甲基蓝表现出高效吸附性能,该多功能Fe_3O_4@SiO_2@CeO_2磁性纳米材料作为一种纳米吸附剂,可以潜在地应用于环境废水中亚甲基蓝染料的吸附及去除研究。     

磁性Fe_3O_4/α-Fe_2O_3核壳材料降解水中亚甲基蓝

以Fe_3O_4为核,以α-Fe_2O_3为壳层,合成出一种核壳结构的Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米复合材料.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X-射线衍射仪(XRD)等表征手段对核壳材料的形貌、组成及结构等进行了表征,并将其应用于亚甲基蓝溶液的降解.结果表明:核壳结构的Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米粒子粒径约为50~80nm.当H_2O_2用量为0.23mol/L,Fe_3O_4/α-Fe_2O_3投加量为5g/L,pH值为2,亚甲基蓝溶液初始质量浓度为5.0mg/L,60min内亚甲基蓝的降解可达98.7%.Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米粒子经过3次循环使用后,对亚甲基蓝仍具有较好的降解能力.     

α-Fe_2O_3纳米颗粒的制备及其对曙红B的吸附性能研究

以Fe(NO_3)_3·9H_2O与Na_2S_2O_3为前驱体溶液,加入表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP),采用光化学合成方法首先制备FeO(OH)/S粉体材料,然后通过高温煅烧后得到Fe_2O_3纳米颗粒.结果表明,随着煅烧温度的升高,α-Fe_2O_3纳米颗粒的结晶度变好,晶粒粒度逐渐增大;α-Fe_2O_3纳米颗粒对曙红B具有较好的吸附效果,煅烧温度为400℃时吸附效果最佳.研究了不同吸附剂用量、p H对吸附性能的影响.Fe_2O_3纳米颗粒对曙红B的吸附过程符合二级动力学与Freundich等温吸附模型,最大吸附量为368 mg/g.     

Fe3 O4＠SiO2／Ag纳米复合物的制备及其对RhB的痕量检测

在Fe_3O_4存在下,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂和还原剂,利用简单的一步法制备了Fe_3O_4@SiO_2/Ag纳米复合材料。所制得的Fe_3O_4@SiO_2/Ag纳米复合物对罗丹明B(RhB)具有较好的表面拉曼光谱增强(SERS)效果,可以用作SERS基底。二氧化硅作为贵金属Ag纳米颗粒的载体,不仅可以起到分散贵金属的作用,还可以稳定金属相,更好地吸附RhB,使SERS效应得以稳定,可用于痕量检测,其检测极限可达1×10~(-12)mol/L。此外,该材料具有较好的磁性,方便回收再利用。该复合材料制备方法简便易行、条件温和,为合成其他纳米复合材料提供了启示。     

磁性吸附剂Fe_3O_4/CS/ATP的合成及对亚甲基蓝的吸附特性

以壳聚糖(CS)和三聚磷酸钠为载体,以活化凹凸棒土(ATP)和四氧化三铁磁性纳米粒子(Fe_3O_4)为目标包裹物,采用离子凝聚法制备了一系列的Fe_3O_4/CS/ATP磁性复合材料.利用透射电子显微镜(TEM)对其材料结构和形貌进行了表征,并考察了复合材料对亚甲基蓝(MB)的吸附性能.结果表明:壳聚糖薄膜和四氧化三铁纳米颗粒成功包裹在凹凸棒土表面;在pH=2,吸附剂为0.02g,时间为45min,亚甲基蓝浓度为50mg/L,吸附容量可达66.32mg/g.Fe_3O_4/CS/ATP磁性复合材料亚甲基蓝(MB)的吸附符合Langmuir等温模型,吸附动力学符合准二级动力学模型,计算热力学参数的值可确定此吸附过程是可以自发进行的吸热过程.     

金纳米棒对β-NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)@SiO_2纳米颗粒上转换发光的表面等离子增强

采用晶种法合成了金纳米棒和共沉淀法制备了β-NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)@SiO_2上转换纳米发光材料,并利用St9ber法制备了可溶于水的β-NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)@SiO_2@SiO_2纳米颗粒.利用上转换荧光光谱研究了不同浓度的金纳米棒对β-NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)@SiO_2上转换红光(655 nm)和绿光(540,520 nm)发射的影响.得到当金纳米棒颗粒的掺杂浓度为0.03%时,对β-NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)@SiO_2的上转换发光增强最大.红光和绿光的最大增强因子分别为2.75和1.66.通过调控金纳米棒加入量,可以调节材料的上转换红绿光比.因此,这种纳米复合材料可以作为生物荧光标记,在很大程度上提高生物鉴定准确性,在生物医学检测等方面有着重要的应用前景.     

两类异质结构中光生电荷分离效率与光电性质

首先制备Cu4Bi4S9纳米带与石墨烯不同比例复合体系(CBS-graphene),其中石墨烯质量分数分别为:0.4%,0.8%,1.2%,1.6%,2.0%和2.4%.以α-Fe_2O_3为电子受主,CBS和CBS-graphene为电子施主,制备成α-Fe_2O_3/CBS、α-Fe_2O_3/CBS-graphene两类异质结构及体相异质结太阳能电池.XRD检测结果表明,异质结两组分都达到了良好的结晶状态;而且,两类复合体系都呈现出了复合结构的光吸收特性,但光吸收性质无明显差异.对于CBS-graphene,随着石墨烯含量逐步增加其光伏性质逐渐增强,当石墨烯质量分数为1.6%时达到最佳光伏响应强度,此后其光伏性质逐渐减弱.稳态和电场诱导表面光电压谱表明两类异质结都具有优越的光伏性质,但α-Fe_2O_3/CBS-graphene呈现出明显优于α-Fe_2O_3/CBS的光伏响应.基于石墨烯质量分数为1.6%,α-Fe_2O_3/CBS和α-Fe_2O_3/CBS-graphene两类体相异质结太阳能电池最高光电转换效率分别为3.1%和6.8%.从异质结厚度、能级匹配、石墨烯导电网络以及优越的电子传输特性几个方面,详细讨论了光生电荷分离的影响因素及光生电荷传输动力学.     

不同影响因素对rGO/CoFe_2O_4吸附孔雀石绿的研究

该文采用膜分散技术结合水热法制备了石墨烯/CoFe_2O_4纳米复合材料,考察了不同吸附条件下rGO/CoFe_2O_4纳米复合材料对孔雀石绿模拟废水的吸附效果,并利用紫外-可见分光光度计测量吸附后孔雀石绿模拟废水的吸光度。结果表明,rGO/CoFe_2O_4对于MG的吸附能力优于单一纳米CoFe_2O_4粒子,吸附效果明显,最大吸附容量达104.67mg/g,并且吸附后具有良好的磁分离功能。     

超疏水海绵的制备及油水分离性能研究

采用硅烷偶联剂将Fe_3O_4@SiO_2纳米粒子进行表面功能化处理后在聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液中均匀分散,将聚氨酯海绵在混合溶液中充分浸润后取出,干燥固化后制得了超疏水海绵.通过红外光谱、透射电镜、扫描电镜、水接触角分析仪等对功能化Fe_3O_4@SiO_2纳米粒子和海绵的疏水性能进行表征和测试,发现海绵疏水性能随着Fe_3O_4@SiO_2粒子含量增加而逐渐增加,当粒子含量增加至50%时,海绵的水接触角达到154°,具有超疏水性,它对不同油和溶剂具有良好的吸附能力,可以用于油水混合物的分离,并具有良好的循环使用性能.     

G/TiO_2/CoFe_2O_4磁性复合光催化材料的制备及光催化降解亚甲基蓝

以天然鳞片石墨为原料,用改进的Hummers法氧化制备氧化石墨烯;以Fe Cl2,Fe Cl3为原料,用共沉淀法合成Co Fe_2O_4;再用一步水热合成法制备G/TiO_2/Co Fe_2O_4三元纳米复合材料.用FT-IR、XRD、AFM、TEM对氧化石墨烯和G/TiO_2/Co Fe_2O_4复合材料进行表征,并在紫外光照下对比G/TiO_2,TiO_2/Co Fe_2O_4,G/TiO_2/Co Fe_2O_4复合材料对亚甲基蓝的降解效果.结果表明,在紫外光照射下,G/TiO_2/Co Fe_2O_4复合材料光催化降解亚甲基蓝的催化效率明显大于单纯G/TiO_2,TiO_2/Co Fe_2O_4,光催化40 min后,脱色率达90%.G/TiO_2/Co Fe_2O_4复合材料不失为一种有潜力的光催化降解染料废水催化材料.     

磁性石墨烯基负载CeO2(magG/CeO2)应用于废水中亚甲基蓝的去除研究

首先通过溶剂热法制备Fe_3O_4,再通过离子强度调控法将Fe_3O_4负载到二维氧化石墨烯(GO)片层结构上,形成Fe_3O_4/GO复合纳米材料(magG),再以共沉淀法制备Fe_3O_4/GO/CeO_(2 )(magG/CeO_2)复合纳米材料,并将其作为纳米吸附剂应用于亚甲基蓝的吸附去除研究。该magG/CeO_2复合纳米材料具有Fe_3O_4磁核、GO二维片状结构及CeO_2功能材料赋于其方便磁分离性能、提供更多的吸附位点,对亚甲基蓝表现出良好的吸附性能。magG/CeO_2多功能复合纳米材料通过红外光谱(FT-IR)技术表征,并优化该magG/CeO_2吸附剂的用量、溶液初始pH、震荡时间、解吸剂H_2O_2的用量等条件,进一步考察该纳米吸附剂对亚甲基蓝的再循环次数及最大吸附量。实验结果表明,在最佳条件下,对亚甲基蓝的吸附去除率达97%以上;经过5次吸附-解吸-再吸附循环过程,对亚甲基蓝的吸附率仍保持在85%以上;最大吸附容量q_(max)=12.75 mg/g, magG/CeO_2复合纳米材料是一种新型的、性能优良的纳米吸附剂材料,对亚甲基蓝具有高效吸附去除的效果。     

醋酸氟孕酮载药系统的初步研究

采用化学共沉淀法制备Fe_3O_4纳米粒子(MNPs),对Fe_3O_4MNPs进行无机材料SiO_2包被和氨基化,依次得到Fe_3O_4@SiO_2和Fe_3O_4@SiO_2-NH_2,再对Fe_3O_4@SiO_2-NH_2和醋酸氟孕酮(FGA)进行PEG化,分别得到Fe_3O_4@SiO_2-NH_2-PEG和PEG-FGA产物.分别以20 mg∶20 mg、20 mg∶10 mg的比例进行Fe_3O_4@SiO_2-NH_2-PEG和PEG-FGA的装载研究.最后利用紫外-可见分光光度法对样品装载、释放的结果进行吸光度测定,通过FGA的浓度标准曲线,计算样品的释放浓度.结果表现为在释放过程中,从4-20 d数据结果看,20 mg∶10 mg的样品要好于20 mg∶20 mg的样品,所以确定20 mg∶10 mg用作药物释放研究的浓度.     

Fe_3O_4@SiO_2@PGA磁性吸附材料的制备与表征

首先以共沉淀法制备了磁性纳米颗粒Fe_3O_4并在表面包覆SiO_2,制得Fe_3O_4@SiO_2磁性纳米颗粒.然后由PBLG水解制得PGA为共聚组分,过硫酸铵为引发剂,EGDMA为交联剂,使用自由基共聚制备交联共聚物,同时加入Fe_3O_4@SiO_2纳米颗粒,制备得到Fe_3O_4@SiO_2@PGA磁性纳米粒子.通过核磁(~1H-NMR),红外(FT-IR),X-射线衍射(XRD),动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)等一系列手段对磁性纳米粒子的结构和形貌进行了表征,初步证明了制备的样品具有稳定的结构和良好的磁性.     

β-Fe_2O_3基可见光催化材料的制备及其降解四环素研究

Fe_2O_3作为一种光催化材料,在光催化降解抗生素类污染物方面有着广泛的应用.为了进一步提高β-Fe_2O_3在可见光下降解水中抗生素的催化效率,通过水热法和浸渍法合成了β-Fe_2O_3、g-C3N4/β-Fe_2O_3和Ag/β-Fe_2O_3材料,并通过XRD、SEM、DRS、FTIR、XPS等现代表征技术手段对制备出的光催化剂进行了结构及光催化性能分析.并比较了可见光下β-Fe_2O_3、g-C3N4/β-Fe_2O_3和Ag/β-Fe_2O_3材料光催化降解效果.结果表明:在pH为10时制备的负载1.5 wt%Ag的Ag/β-Fe_2O_3催化材料在可见光下降解四环素的效率最高,降解率达到了95%(120min),表现出很好的催化活性,为利用光催化法处理抗生素废水提供了一种新型的可见光催化材料.     

基于人工智能优化石墨烯纳米复合材料吸附水体重金属污染研究进展

鉴于石墨烯纳米材料的优异性能,笔者对其作为载体掺杂不同物质制备出的石墨烯基复合材料在污染水体中吸附重金属等污染物的相关研究文献进行了梳理。结果发现:结合人工智能建模技术优化去除污染水体中重金属过程的工艺参数,能进一步提升石墨烯纳米复合材料对水体中重金属污染物的吸附效率,对污水修复治理具有潜在的研究价值和应用前景。此外,笔者还通过石墨烯负载纳米复合材料的制备、应用及基于人工智能建模优化去除过程的案例对不同优化方法进行了归纳,提出加强人工智能建模研究,在有效降低石墨烯纳米复合材料制备成本的同时,提高其在应用中的回收利用。     

核壳结构Fe3O4@SiO2纳米粒子的制备及表征

为丰富Fe_3O_4磁性纳米粒子在生物医学领域的应用,通过共沉淀法制备Fe_3O_4纳米粒子,经柠檬酸三钠修饰后,采用改进的Stber法成功在Fe_3O_4纳米粒子表面包覆上SiO_2,制备出核壳结构Fe_3O_4@SiO_2纳米粒子。使用扫描式电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、振动样品磁强计对制备的Fe_3O_4@SiO_2纳米粒子进行表征。结果表明:制备的Fe_3O_4@SiO_2纳米粒子较Fe_3O_4纳米粒子分散性有明显的提高,平均粒径在65 nm左右,饱和比磁化强度为10.26 A·m^2/kg,仍具有良好的超顺磁性。