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.     

Fe_3O_4/MWCNTs磁性复合材料制备及其吸附Pb~(2+)性能

采用蒸发酸纯化多壁碳纳米管(MWCNTs),共沉淀法制备Fe_3O_4/MWCNTs磁性复合材料.通过傅里叶红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)和磁性能检测(VSM)对合成的Fe_3O_4/MWCNTs磁性复合材料组成、结构、形貌、性能等进行表征,并对溶液中的Pb~(2+)进行吸附研究.结果表明:Fe_3O_4纳米颗粒成功嫁接到多壁碳纳米管的表面;Fe_3O_4/MWCNTs磁性复合材料具有超顺磁性,饱和磁化强度为50.10A·m~(-2)/kg,剩磁和矫顽力为0,可通过磁铁将Fe_3O_4/MWCNTs磁性复合材料从溶液中分离出来;Fe_3O_4/MWCNTs磁性复合材料吸附溶液中的Pb~(2+),开始的15min内吸附量达到43.57mg/g,6h后吸附达到平衡,平衡吸附量为50.28mg/g.     

壳聚糖和乙二胺改性Fe_3O_4磁性纳米粒子的制备及其对酸性品红的吸附特性

采用SiO_2包覆Fe_3O_4磁性纳米粒子,然后以戊二醛为交联剂使其与壳聚糖交联固化,得到了磁性壳聚糖复合纳米粒子(CMS),再经乙二胺改性制得乙二胺改性的磁性壳聚糖复合纳米粒子吸附剂(EDCMS),并将其用于对酸性品红溶液的吸附研究.考察了pH、吸附剂用量、吸附时间、初始浓度对吸附行为的影响.结果表明,吸附剂对酸性品红脱色率达98.04%以上,最大吸附量为284mg·g~(-1),吸附过程符合准二级速率方程和Freundlich等温模型.     

毛竹遗态Fe_2O_3/Fe_3O_4/C复合材料对水中铬(Ⅵ)的吸附

以毛竹遗态Fe_2O_3/Fe_3O_4/C复合材料为吸附剂,研究铬(Ⅵ)不同的初始浓度、溶液初始pH不同、吸附剂不同的投加量、不同粒径的条件下对吸附效果的影响。结果表明:Cr(Ⅵ)溶液初始p H对吸附效果的影响最为显著,其次是吸附剂用量。温度、振荡时间、投加量等因素对Cr(Ⅵ)吸附作用影响不大。优化工艺的组合为:Cr(Ⅵ)浓度为10 mg/L,溶液初始pH=1,温度为45℃,吸附剂粒径小于100目,吸附剂用量为0.5 mg/50 mL,吸附时间为5 h。     

Au包覆Fe_3O_4纳米颗粒的制备及磁性研究

四氧化三铁(Fe_3O_4)作为一种重要的磁性材料,由于其优良的物理和化学性质,被广泛应用于生物、磁流体、医学等多个领域.Fe_3O_4@Au复合材料的引入不仅可以克服铁氧化物稳定性差、易团聚等缺点,并且使该材料具备了良好的生物相容性.本文制备了尺寸均一的亚铁磁性立方体形状的Fe_3O_4纳米颗粒,并以PEI-DTC作为粘合层,成功将Au粒子均匀包覆在Fe_3O_4表面.利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外分光光度计(UV-vis)、SQUID-VSM磁性测量系统研究了包覆Au纳米粒子对Fe_3O_4结构和磁性的影响.     

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.     

一步法合成Fe_3O_4/PDA-PtNPs-Hb复合磁性纳米粒子及其对H_2O_2电催化性能的研究

以氯铂酸为氧化剂、Fe_3O_4纳米粒子为载体、血红蛋白(Hb)为模型蛋白,利用多巴胺(DA)氧化聚合生成聚多巴胺(PDA),同时氯铂酸还原为铂纳米粒子(Pt NPs)的性质,一步法合成了Fe_3O_4/PDA-Pt NPs-Hb复合磁性纳米粒子。将Fe_3O_4/PDA-Pt NPs-Hb固定于磁性玻碳基底表面制得Fe_3O_4/PDA-Pt NPs-Hb/MGC电极。对固定在Fe_3O_4/PDA-Pt NPs-Hb复合磁性纳米粒子中的Hb在电极上的直接电化学行为进行了研究,结果表明Fe_3O_4/PDA-Pt NPs-Hb复合磁性纳米粒子不仅能简便地固定在电极表面,而且能有效地促进Hb与电极表面的直接电子转移。此外,Fe_3O_4/PDA-Pt NPs-Hb/MGC电极对H_2O_2有很好的电催化活性,在6.6~72.6μM范围内具有良好的线性响应,检测限达3.92μM(S/N=3)。     

超顺磁纳米Fe3O4磁性流体的制备及其在交变磁场中的发热性能

采用两步法以油酸为表面活性剂对纳米Fe_3O_4磁性粒子进行表面修饰,制备出稳定的Fe_3O_4油基磁性流体。通过透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱(FT-IR)、振动样品磁强计(VSM)对油酸修饰后的纳米Fe_3O_4磁性粒子的形貌、结构与磁性能进行了表征。结果表明,在表面活性剂存在时,可以有效地减少纳米Fe_3O_4磁性粒子之间的团聚,同时使油基磁性流体具有良好的稳定性和发热性;纳米Fe_3O_4磁性粒子的饱和磁化强度为66.35 A·m2/kg,剩余磁化强度为0,具有超顺磁性;在外加交变磁场下,纳米Fe_3O_4油基磁性流体在20 min时,发热温度可达55.9℃。     

磁性四氧化三铁纳米粒子在医学诊疗领域的研究

在过去的几十年间,纳米粒子在生物医学领域取得了飞速发展.在众多类型的纳米粒子中,磁性四氧化三铁(Fe_3O_4)纳米粒子又以其大比表面积、低毒性和良好的生物相容性等物理化学性质而得到全世界生物医用领域的广泛关注.配合以表面修饰手段以及相应的体内作用机制,磁性四氧化三铁(Fe_3O_4)纳米粒子展现出巨大的应用价值,已成为在生物医学材料领域应用最为成功的磁性纳米粒子之一.文中概述了Fe_3O_4纳米粒子作为诊断试剂、药物载体以及诊疗一体化试剂的研究进展,并对该领域的未来发展进行展望.     

水溶性磁性Fe_3O_4纳米粒子对小麦生长影响的研究

水溶性磁性Fe_3O_4纳米颗粒由于其良好的生物相容性、超顺磁性等特征,在生物领域常被用来作为磁性载体材料,其广泛的生产和应用增加了它们在环境中释放的可能性,需对其环境生物安全性进行评价.首先合成了水溶性磁性Fe_3O_4纳米纳米粒子,并用透射电子显微镜和马尔文粒度分析仪对其进行形貌分析和表征.然后在不同的浓度下(0、0.72、1.44、3.6 mg/mL)研究了水溶性磁性Fe_3O_4纳米粒子对小麦生长的影响,结果显示随着浓度的增加,磁性Fe_3O_4纳米纳米粒子对小麦生长的抑制越明显,造成生长抑制和根结构损伤.结果证明了水溶性磁性Fe_3O_4纳米颗粒对小麦植物存在一定的生物毒性,其环境排放应该严格限制.     

石墨烯-Fe_3O_4@SiO_2纳米复合材料去除水溶液中甲基红的研究

采用水热合成法制备Fe_3O_4并与SiO_2同时负载于石墨烯表面,得到石墨烯-Fe_3O_4@SiO_2纳米复合材料.运用SEM,TEM,XPS,FTIR,XRD等技术对石墨烯-Fe_3O_4@SiO_2纳米复合材料进行表征.以甲基红作为有机污染物代表,研究了甲基红溶液pH、吸附时间、温度及甲基红初始浓度对石墨烯-Fe_3O_4@SiO_2纳米吸附性能的影响.结果表明:石墨烯-Fe_3O_4@SiO_2纳米复合材料对甲基红吸附符合Langmuir等温吸附模型和拟二级动力学模型;热力学研究表明,吸附是吸热和自发过程.因此,石墨烯-Fe_3O_4@SiO_2纳米复合材料可作为从水溶液中去除有机污染物的高效吸附剂.     

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。     

新型壳聚糖磁性材料的制备及其染料吸附机理探究

为了有效解决染料废水对环境造成的污染,本文制备了一种铜离子配位螯合的壳聚糖磁性复合材料用于染料废水的吸附.复合材料Cu@CTS@Fe_3O_4通过壳聚糖与铜离子的配位螯合及磁性粒子Fe_3O_4的引入成功制备,使用FTIR, SEM, TGA对制备出的材料进行了结构和形貌的表征,同时以活性艳红(RBR)作为吸附对象,进行了详细的吸附动力学研究和等温吸附研究.吸附实验表明,在pH=2时,Cu@CTS@Fe_3O_4对RBR的吸附能力最大,为831.22 mg/g.本研究为壳聚糖基吸附剂在染料废水处理领域的应用提供一些相关参考数据和理论指导.     

Fe_3O_4@SiO_2@CS/PAA的制备及其对Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

针对含Cr(Ⅵ)废水来源广、危害大、易蓄积、难去除等特点,基于壳聚糖对Cr(Ⅵ)良好的吸附性能,合成了具有以Fe_3O_4为内核、SiO_2为夹心层、CS/PAA为外壳的类"三明治"结构,富含氨基、羟基、羧基等功能基团的新型吸附剂Fe_3O_4@SiO_2@CS/PAA.在最优工艺条件t=75℃,pH=2下,吸附剂投量仅为1.0g·L-1时,对质量浓度为100mg·L-1的Cr(Ⅵ)模拟废水Cr(Ⅵ)的去除率高达64.69%,这表明该吸附剂具有较高的吸附量,该吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附机理服从准二级动力学过程,该吸附过程以化学作用为主。Fe_3O_4@SiO_2@CS/PAA是一种优良的Cr(Ⅵ)吸附剂,将有效解决Cr(Ⅵ)难处理的问题,为吸附剂的无毒无害化的研究提供一定的理论和现实指导意义。     

包覆及填充式Fe_3O_4/CNTs纳米复合材料的制备及性能研究

采用原位共沉淀法低温下制备出Fe_3O_4/CNTs纳米复合材料.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、共焦拉曼光谱仪(Raman)等表征手段对样品的化学成分、结构、形貌和性能进行了测试表征.实验结果表明,Fe_3O_4纳米颗粒成功包覆到CNTs的表面及填充到CNTs空腔内,形成磁性Fe_3O_4/CNTs纳米复合材料.Raman结果显示,复合后石墨化结构减少,材料的缺陷增多.样品具有良好的超顺磁性和高分散性,在实际应用中展示出良好的吸附性能,并能在外加磁场作用下实现吸附剂的回收再利用.实验中,样品对MB的吸附动力学接近于拟二阶动力学模型.     

磁性聚苯乙烯-苯甲氨二乙酸对Cu~(2+)富集性能的研究

为制备新型材料用于快速分离富集水中的微量铜元素,以磁性硅胶微球为核,N-(4-乙烯基)-苯甲氨二乙酸为单体,二乙烯基苯为交联剂,采用热引发聚合制备了磁性聚苯乙烯-苯甲氨二乙酸复合材料.通过傅里叶红外光谱、透射电镜和热重分析对复合材料的组成和结构特性进行了表征,并用Cu~(2+)研究了其富集性能和相关吸附动力学.结果表明:具有官能团的聚合物成功地包覆在了Fe_3O_4纳米粒子表面.10 mg吸附剂在pH值为5的10 m L Cu~(2+)溶液(25 mg·L-1)中,15 min达到吸附平衡且吸附率可达93%.Cu~(2+)在EDTA溶液(0.1 mol·L-1)中15 min可快速洗脱,洗脱率达95%.Cu~(2+)在材料上的吸附行为与准二级动力学模型拟合较好.     

Fe_3O_4/活性炭磁性材料的合成及其对茜素红染料的吸附性能

以氢氧化钠水热法预处理的活性炭(AC)为原料,采用溶剂热法合成Fe_3O_4/AC磁性材料,通过振动样品磁强计、X射线衍射、红外光谱、比表面积及孔径分析等分析方法对所合成的磁性材料进行表征,试验着重研究了其作为吸附剂对茜素红(AR)的吸附性能。结果表明,温度、pH值和Fe_3O_4/AC用量对吸附效果有一定影响。在最佳吸附条件下,Fe_3O_4/AC对茜素红的去除率可达96%以上。等温吸附数据同时符合Langmuir和Freundlich模型,最大吸附量为344 mg·g-1. Fe_3O_4/AC对茜素红具有很好吸附性能的原因是由于Fe_3O_4/AC和茜素红之间存在较强的氢键和π-π相互作用。吸附过程是自发进行的吸热过程,符合假二级动力学模型,速率控制步骤为颗粒内扩散,再生6次后的Fe_3O_4/AC复合材料对茜素红的去除率达到65%.     

粘土岩对铀(Ⅵ)的吸附特征研究

以内蒙古阿拉善粘土岩为研究对象,通过静态吸附实验,探讨接触时间、U(Ⅵ)初始浓度、固液比、pH值、离子类型以及离子浓度等因素对U(Ⅵ)吸附特征的影响.研究结果表明:粘土岩对U(Ⅵ)的吸附速率较快,24h即可达到吸附平衡,最佳吸附固液比为1∶200,最佳吸附初始浓度为160μg·mL-1;随着pH值的增大,粘土岩对U(Ⅵ)的吸附能力不断增强,pH为8时,吸附能力达到最大;溶液中Ca~(2+)、CO_3~(2-)和HCO_3~-对U(Ⅵ)吸附有很强的抑制作用,不利于U(Ⅵ)的吸附,K~+、Na~+、Cl~-、NO_3~-、SO_4~(2-)对U(Ⅵ)的吸附影响较弱,U(Ⅵ)在粘土岩表面吸附主要以内层络合作用为主.因此,开展粘土岩对U(Ⅵ)的吸附研究,对我国高放废物的处置工作开展起到了极其关键的作用.     

氨基硅烷修饰的荧光磁性复合纳米粒子的合成

以共沉淀法制备得到了Fe_3O_4磁性纳米粒子,以溶胶-凝胶法得到了包裹罗丹明6G的氨基硅烷修饰的荧光磁性复合纳米粒子(Fe_3O_4/R6G)@SiO_2-APTES,以动态光散射法(DLS)测定了复合纳米粒子的水合粒径,以IR光谱、荧光光谱等手段对得到的复合纳米粒子进行了表征,并以琼脂糖凝胶电泳研究了(Fe_3O_4/R6G)@SiO_2-APTES对DNA的损伤行为。研究结果表明这类氨基硅烷修饰的荧光磁性复合纳米粒子在水中具有很好的分散性和稳定性,且有良好的生物相容性,有望成为一种新的抗癌药物载体。     

铀在高岭土上的吸附动力学及热力学研究

采用静态法研究了铀(U(Ⅵ))在高岭土上的吸附特性,探讨了pH、离子强度、接触时间、温度、腐殖酸等对U(Ⅵ)在高岭土上吸附的影响.以宏观吸附实验为基础,对高岭土进行X线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征,并讨论了铀(U(Ⅵ))在高岭土上的吸附动力学及热力学行为.结果说明,准二级动力学模型可以用来描述铀在高岭土上的吸附.通过对溶液pH值和离子强度因素的研究,溶液pH值对铀的吸附影响比离子强度对铀的吸附影响更大.在较低pH值下,腐殖酸对吸附有加强的作用;在较高pH值下,腐殖酸对吸附有抑制作用.Freundlich模型可较好地描述高岭土对U(Ⅵ)的吸附过程.高岭土对U(Ⅵ)的吸附为自发且吸热的过程,主要是表面单分子层吸附.