基于磁性纳米Fe3O4功能化修饰及对酸性黑10B和Cr(VI)的吸附研究

来源 :陕西科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gogoxincheng
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文基于对超顺磁性纳米Fe3O4进行功能化修饰,制备出吸附性能良好、易于分离回收的两种新型功能磁性纳米Fe3O4吸附剂,用于去除水体中酸性黑10B染料和高毒性重金属 Cr(VI),以实现对水污染物的高效治理。具体内容如下:  (1)研究了共沉淀法合成磁性纳米Fe3O4颗粒过程中聚乙二醇2000(PEG2000)作为分散剂对Fe3O4分散程度的影响。通过 X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、振动样品磁强计(VSM)等进行表征,结果表明PEG2000的添加可有效改善Fe3O4的分散程度,Fe3O4/PEG粒径约为10nm,可作为理想的磁核材料进行进一步的功能化修饰改性。  (2)使用磁性Fe3O4/PEG作为磁核,利用溶胶凝胶法成功在Fe3O4表面包覆二氧化硅层,并将带有氨基官能团的γ―氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)接枝到Fe3O4@SiO2的表面,制备出磁性纳米 Fe3O4@SiO2-APTES,比表面积为64.66m2/g,在溶液中具有良好的分散性和磁响应性。  (3)以明胶为功能化改性原料制备磁性纳米明胶基Fe3O4复合物,明胶分子依靠静电引力与Fe3O4/PEG结合,通过XRD表征表明明胶的加入未改变Fe3O4的晶型结构,粒径有所增大。  (4)将制备出的磁性纳米Fe3O4@SiO2-APTES和磁性纳米明胶基Fe3O4分别用于水体中酸性黑10B染料和高毒性Cr(VI)的吸附去除,研究了吸附质溶液pH、吸附剂用量、吸附温度、吸附质初始浓度等因素对吸附效果的影响,并使用吸附动力学和吸附等温线模型探讨了各自的吸附性能。  结果表明:  0.05g磁性纳米Fe3O4@SiO2-APTES吸附剂吸附100mL质量浓度60mg/L的酸性黑10B染料溶液,在pH为3,30℃条件下可使染料去除率达95%以上。Fe3O4@SiO2-APTES对酸性黑10B的吸附容量随染料初始浓度增加而升高,在一定温度区间内升温对吸附有促进作用,吸附过程更符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型,吸附机理为Fe3O4@SiO2-APTES表面的-NH2在低pH下质子化形成大量-NH3+,与酸性黑10B分子中的-SO3-发生强的静电吸引和氢键结合。  磁性纳米明胶基Fe3O4吸附剂去除水体中重金属Cr(VI),尤其对低质量浓度Cr(VI)的去除效果优异,在25℃,溶液pH为2条件下,使用0.2g磁性纳米明胶基Fe3O4吸附剂处理100mL质量浓度20mg/L的Cr(VI)溶液,去除率可达到99.83%,溶液中残余Cr(VI)的质量浓度仅为0.033mg/L,实现了Cr(VI)的达标排放。吸附过程更符合准二级动力学方程,使用Langmuir和Freundlich等温吸附模型均能很好地描述Cr(VI)的等温吸附过程,吸附过程中物理吸附与化学吸附共存。  吸附完成后,在外加磁场作用下,两种吸附材料均能在水体中定向移动,实现了吸附剂快速分离的目的。
其他文献
论文基于国内外关于曲柄机构的现有研究成果,对曲柄群驱动机构的机构学理论进行了探索和研究,提出了曲柄群驱动机构的定义及其工作原理的科学规范的描述,通过对比分析等方法阐述了曲柄群驱动机构的性质及特点,总结了该机构的设计理论与方法。通过数学方法证明了曲柄群驱动机构在构型上的可行性;通过机构中桁架结构的离散化和采取措施合理控制运动副间隙以使冗余的曲柄成为机构的虚约束,进而计算出机构的自由度,从而破解了曲柄
近年来,随着我国干部人事制度改革力度的不断加大,不少地方的党政机关面向社会采取公开推荐与考试考核相结合的办法选拔领导干部(下文简称“公选”),取得了明显成效,得到了广
切花月季品种多,抗性、适应性等方面存在较大差异.连云港地区应选择性状表现较好、耐低温、抗白粉病及黑斑病的品种.适宜连云港地区栽培的月季品种有‘卡萝拉’‘红袖’‘黑
期刊
[作文题目]rn多一点兴趣,让我们的生活更加丰富;多一点欣赏,让我们的世界更加精彩;多一点执着,让我们的步伐更加坚定;多一点担当,让我们的脊梁更加挺拔……rn请将下面的题目
期刊
①在北大荒,我喂过一年多的猪.rn②那一年冬天的一个夜里,呼啸而至的暴风雪像莽撞的醉汉一样,使劲儿扑打着我们小屋的窗户.我睡得死,小尹把我推醒,叫喊着:“不好了,快起来!”
期刊
乳酸乙酯作为基础的有机化工原料,在工业领域应用广泛。乳酸乙酯是一类优良的绿色溶剂,对环境友好,可取代对环境污染严重的溶剂。当前乳酸乙酯的生产主要是以浓硫酸作为催化剂,采
我珍藏着一个笔记本,封面上印着蓝天、白云、大海,还有两个手拉着手的女孩,晚霞似金,两个女孩相视而笑……rn七年级春季开学那天上午,语文课前,班主任领着一个女孩走进教室.
期刊
半挂牵引车是目前物流市场中重要车型之一,它具有运输效率高、安全性好等多个优点,加之目前我国正在研究甩挂运输方式的相关法律法规,所以目前牵引车发展的前景光明。而车架
镁及镁合金作为最轻的新型结构材料,在汽车工业、电动自行车、航空运输、移动电子产品等民用领域需求广泛并且呈日益增长的趋势。镁合金具有滑移较少的密排六方晶体结构(HCP),在
制造业的信息化和自动化水平的逐渐提高,对CAD、CAPP和CAM系统的无缝集成提出了越来越迫切的要求。自动特征识别技术是CAD系统和CAPP系统之间理想的智能接口,能够将零件的几何拓扑信息与具体的工程语义信息连接起来,进而将零件的设计模型转换为制造模型。自动特征识别技术的研究成果众多,但是特征识别的效果仍有待提高。为此,本文提出了基于图的混合式特征识别方法:通过分割贴合面的方法拆分相交特征,对孤立