【摘 要】
:
四氧化三铁(Fe3O4)材料由于磁学性能优异,在许多领域都得到广泛的应用,并且有关其表面功能化修饰的研究也在不断发展。经研究,无机材料中,碳材料和氧化硅等一直被用于磁性材料的修饰。介孔氧化硅(mSiO2)如果包裹在Fe3O4外层,其致密结构能起到保护Fe3O4颗粒的作用,并且其疏松多孔的结构能大大提高其吸附效果。碳材料包覆Fe3O4颗粒能提高其稳定性,并且碳材料表面丰富的官能团可以与废水中染料分子
论文部分内容阅读
四氧化三铁(Fe3O4)材料由于磁学性能优异,在许多领域都得到广泛的应用,并且有关其表面功能化修饰的研究也在不断发展。经研究,无机材料中,碳材料和氧化硅等一直被用于磁性材料的修饰。介孔氧化硅(mSiO2)如果包裹在Fe3O4外层,其致密结构能起到保护Fe3O4颗粒的作用,并且其疏松多孔的结构能大大提高其吸附效果。碳材料包覆Fe3O4颗粒能提高其稳定性,并且碳材料表面丰富的官能团可以与废水中染料分子相连接从而提升其吸附能力。本文采用溶剂热法制备四氧化三铁颗粒,分别对其表面加以介孔氧化硅,葡萄糖进行功能化修饰,得到介孔氧化硅包裹四氧化三铁(Fe3O4@mSiO2)磁性复合颗粒和碳包裹四氧化三铁(Fe3O4@C)磁性复合颗粒,并用其对水溶液中的亚甲基蓝(MB)进行吸附并对比二者吸附效果。本文的主要内容如下:(1)以FeCl3为铁源,结合改进的St(?)ber法合成了Fe3O4@mSiO2磁性复合颗粒,对产物用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)进行表征,研究了在不同使用条件下Fe3O4@mSiO2磁性颗粒对水溶液中MB的吸附特性。研究发现,在本实验条件下(p H=3-10),Fe3O4@mSiO2复合颗粒对MB的吸附最佳p H值为10。Fe3O4@mSiO2复合颗粒达到吸附平衡的时间为30分钟。通过对吸附动力学实验数据的拟合结果表明该吸附过程更符合准二级动力学模型,Fe3O4@mSiO2颗粒对MB的吸附主要是物理吸附过程。根据吸附等温线数据拟合结果,该过程与Langmuir吸附等温线模型更吻合。研究表明在室温,p H=7的条件下,Fe3O4@mSiO2复合颗粒对MB的最大吸附容量可达34.33mg/g。经过四次吸附-解吸循环实验之后,Fe3O4@mSiO2复合颗粒对MB的吸附量仍然能达到71%以上,这一测试充分表明Fe3O4@mSiO2复合颗粒有良好的循环性,重复使用率高,在含MB染料废水的处理上有较好的应用价值。(2)将上述制备的Fe3O4四氧化三铁颗粒中加入葡萄糖,通过溶剂热法合成Fe3O4@C复合颗粒。通过改变反应时间来改变样品外层碳的厚度,反应时间越长,碳层厚度越大。对产物用SEM、XRD、VSM、FTIR进行表征。本文合成的Fe3O4@C复合颗粒在碳层最厚的情况下仍然表现有更好的磁响应,而且碳壳层不仅使得四氧化三铁内核不容易被氧化,还使得复合颗粒更加分散均匀。同时,Fe3O4@C复合颗粒表面的碳包覆层存在多种官能团,使得其与生物体之间的相容性大大提高。在不同条件下使用Fe3O4@C磁性复合颗粒对水溶液中MB进行吸附,得出结论。研究表明,Fe3O4@C磁性复合颗粒对MB的吸附平衡时间为30分钟,在本实验条件下(p H=3-10)的最佳吸附p H值为10,且Fe3O4@C复合粒子的碳层厚度对吸附能力影响很大,经初步探究发现,厚度越厚,吸附能力越强。这一原因可能是由于碳层厚度变大导致Fe3O4@C复合颗粒表面活性位点增多引起的。等温拟合结果表明该吸附过程与Langmuir吸附等温线模型更匹配。经理论计算,Fe3O4@C复合颗粒的最大吸附量为61.77mg/g。经研究,吸附过程中静电相互作用是吸附发生的主要因素,同时Fe3O4@C复合颗粒外表面的羟基等官能团对MB的配位作用也会产生影响。Fe3O4@C复合颗粒对MB的吸附量在四次循环实验后仍能达到先前最大值的88%,表明Fe3O4@C复合粒子有较好的循环性,重复使用率高,在含MB染料废水的处理上有不错的应用价值。
其他文献
河口处于陆海交界处,是陆地和海洋物质交换的重要通道。随着气候环境日益变化与人类工程不断地发展,河口海岸系统也会受到影响而发生格局转换,河口泥沙运动是其中的关键过程。例如,河口三角洲冲淤转换、侵蚀加重、浑浊带位置偏移等,影响着河口地区生态、环境的可持续发展。泥沙的流变特性(屈服应力、黏度、剪切应力)始终贯穿在泥沙运动问题之中。因此对于泥沙流变学的充分研究,不仅是了解河口地貌演变的基础与依据,也是解决
随着电网的不断发展,电力系统不断趋于信息化和自动化,电网中的信息交互越来越频繁,因此,也就形成了电力物理网络与电力设备信息深度融合的电力信息物理系统(Cyber Physical System,CPS)。电网中频繁的信息交互,虽然使电力系统管理更加方便,运行效率得到很大的提升,但同时给电力系统的稳定性和可靠性带来了严峻的考验。在电力信息物理系统中有着许多的信息交互设备,使得黑客篡改电力系统中的信息
海岸带是经济社会发展最重要、人类活动最频繁的区域之一,易受风暴潮、海岸侵蚀等自然灾害影响。在可持续发展的背景下,为抵御未来可能的灾害风险,各国政府和学者近年来开始探讨利用盐沼植被构建海岸防护工程。现有研究主要关注盐沼植被消浪能力与评估,但较少关注其流速衰减能力。潮间带是潮流和植被相互作用最频繁的区域,该区域的盐沼植被通过减缓近底部流速,促进悬沙落淤、降低床面侵蚀风险,对沿海区域生态安全、社会经济与
扭曲是力学测量中关键的物理量之一,在建筑结构扭转屈曲的安全监测、机器人关节转动测量等方面具有广泛应用,且具有方向识别能力的扭曲传感器尤为重要。光纤扭曲传感器相较于传统的电磁式或机械式扭曲传感器具有体积小、成本低、灵敏度高、无电磁干扰等优势,成为近年来的研究热点。目前的光纤扭曲传感器大多数是基于波长调制的,需要使用昂贵的光谱仪,成本较高。与光谱检测相比,光强检测具有响应速度快、成本低等特点,但光强调
2018年是中国和东盟建立战略伙伴关系的第15年,“世界工厂”正在从中国转移到东南亚国家,中国与东南亚国家的贸易往来变得更加紧密。同时东南亚国家的资本市场日益完善,资本化率出现了快速提升,很多上市公司都是中国企业的贸易服务配套商或者代工厂。随着两国的经济联系不断加深以及对外开放程度的不断提高,中国与东南亚国家股市的相关性显著提高,联动性研究成为各国学者的热门研究话题。当前学术界关于股市联动性的研究
作为一种新型社交方式,网络直播迅速发展壮大,获得了广泛关注。丰富多样的网络直播内容为学生提供了大量的信息资源,但未经区分的信息也给学生造成了很大的负面影响。如何解决网络直播的负面影响,如何通过网络直播平台开展思想政治教育、创新思想政治教育工作方式成为研究重点。
目的:越来越多的研究表明维生素D除了在维持体内钙磷的稳态和调节骨代谢中发挥重要作用外,在生殖系统中也具有重要作用。一些研究显示体内血液维生素D缺乏与男性的生殖功能下降和生育能力降低相关,但是结论存在不一致,并且有一些研究显示血液中维生素D浓度过高时亦可能会造成精子活力降低和浓度降低。精原干细胞是男性生殖功能的种子细胞,但是维生素D对精原干细胞的具体作用,至今少见报道。本研究首先旨在研究维生素D异常
小麦族(Triticeae)中不同属、种间的天然杂交现象较为普遍。通过杂交产生同源多倍体和异源多倍体物种,是小麦族物种形成的主要方式。鹅观草属(Roegneria C.Koch.)是小麦族中的异源多倍体,由St和Y染色体组组成,具有优良的牧草性状及较强抗逆性,是优质的牧草育种资源。川西北高原是一个高海拔地区,存在着许多丰富且重要的牧草,如鹅观草属和披碱草属。我们在单株种植川西肃草(R.strict
超冷原子实验装置的小型化一直受到传统光学元件尺寸的限制。近年来,光电技术的不断发展使得电磁调控理论和半导体器件制造工艺快速发展,越来越多能够实现集成化的微型光学器件被设计和制造。超材料是利用亚波长高度的单元排布而成的超薄平面光学材料,可以实现对电磁波偏振和相位等性质的灵活控制,因此它为原子芯片的设计提供了新的思路,一些基于超表面的原子芯片也逐渐被提出。本文主要利用传输相位型超表面设计了两种可以用于