磁性生物炭对水中CIP和OFL的吸附行为和机制

采用化学共沉淀方法将Fe2+/Fe3+和芦苇生物质材料进行复合,然后于873.15 K限氧热解制备出具有磁分离及高吸附性能的磁性生物炭(MBC).利用SEM、BET、FTIR和VSM等对其理化性质进行表征,并考察了MBC对水中环丙沙星(CIP)和氧氟沙星(OFL)的吸附行为和机制.结果表明,MBC表面含有大量的含氧官能团,比表面积和总孔体积分别为254.6 m2·g-1和0.257 cm3·g-1.MBC对CIP和OFL的吸附有很强的p H和温度依赖性.不同p H下,CIP和OFL各形态离子(阳离子、两性离子和阴离子)对吸附的贡献不同.MBC对CIP和OFL的吸附过程为自发、熵增的吸热过程.CIP和OFL在磁性炭上的吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型.MBC对CIP和OFL的平衡吸附量分别为27.84 mg·g~(-1)和22.00 mg·g~(-1).孔填充作用、π-π电子供体受体作用、氢键作用、疏水作用和静电作用可能是MBC吸附CIP和OFL的重要机制.     

磁性氧化石墨烯/壳聚糖制备及其对磺胺嘧啶吸附性能研究

采用一步溶剂热法制备磁性氧化石墨烯/壳聚糖三元复合材料(GO/CS/Fe_3O_4).复合材料的表征结果显示,GO/CS/Fe_3O_4含有丰富含氧官能团,氧化石墨烯片层上均匀负载四氧化三铁磁性粒子,分散到水中的磁性复合材料在外加磁场的作用下,具有良好的磁分离效果.选择磺胺嘧啶为目标污染物考察复合材料吸附性能.结果表明,吸附动力学符合拟二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型,在295、303、313 K温度下最大吸附量分别为53.30、60.56、79.23 mg·g~(-1),吸附热力学参数表明GO/CS/Fe_3O_4对磺胺嘧啶的吸附是以物理吸附为主的自发吸热反应.通过不同pH条件下吸附量和Zeta电位分析吸附机理,证明π-π电子共轭效应及静电吸附是复合材料吸附磺胺嘧啶过程中的主导作用力.     

铜在壳核结构磁性颗粒上的吸附:效能与表面性质的关系

为了揭示吸附剂的吸附效能与其组成、结构及表面性质之间的关系,本研究对两种壳核结构磁性颗粒Fe_3O_4/Mn O2与Fe-Mn/Mn O2的形貌特征、表面性质进行了系统表征,并对铜在磁性颗粒表面的吸附行为与机制进行了详细研究.表征结果表明磁核Fe_3O_4与Fe-Mn具有相似的尖晶石类晶体结构,包覆Mn O2后,晶体结构均未发生明显变化.但Mn的引入,增强了磁核与外壳间的结合作用,Fe-Mn比Fe_3O_4包覆MnO_2的量更多、更均匀,进而使Fe-Mn/Mn O2具有更高的比表面积与更低的等电点.吸附实验结果表明,Fe-Mn的最大铜吸附容量33.7 mg·g-1(pH 5.5)高于Fe_3O_4的17.5 mg·g-1(pH 5.5);包覆MnO_2以后,铜吸附性能显著增强,Fe-Mn/MnO_2最大铜吸附容量升高至58.2 mg·g-1(p H 5.5),为Fe_3O_4/MnO_2的2.6倍,且优于多数文献报道的磁性吸附剂.机制研究表明铜在Fe_3O_4/Mn O2与Fe-Mn/MnO_2的表面发生了特性吸附,形成了内层表面络合物.综上所述,磁性颗粒的吸附效能与其组成成分、形貌结构及表面性质之间具有显著的相关性.     

铁炭复合材料对水体中SAs吸附去除性能的研究

以木炭作为载体,固载水合氧化铁,采用抽真空旋转蒸发法制备铁炭复合材料,通过比较不同制备条件下复合材料对水体中磺胺类抗生素的去除效果,对制备条件进行优化。并采用批量平衡试验,研究了铁炭复合材料对磺胺类抗生素的吸附去除特性。结果表明:以Fe(NO3)3溶液浸渍,铁炭质量比为0.224∶1,固化9 h条件下去除水体中磺胺类抗生素效果最佳;铁炭复合材料对磺胺和磺胺吡啶的去除效果明显优于单一炭材料,铁炭复合材料对磺胺和磺胺吡啶的去除率随抗生素初始浓度增加而降低,酸性条件下磺胺和磺胺吡啶去除率高于中性和碱性条件,溶液中背景离子强度变化对磺胺和磺胺吡啶的去除影响较小;铁炭复合材料对磺胺和磺胺吡啶的去除符合一级动力学模型,为物理化学吸附和化学降解的协同作用,且在反应过程中生成中间产物。     

SiO2纳米颗粒内嵌强化介孔TiO2单晶光催化降解盐酸四环素

吸附性能和光生载流子的分离效率是决定光催化降解抗生素的主要因素.为提高介孔TiO_2单晶(MSCs)的吸附性能和光生载流子的分离效率,在MSCs内部构建SiO_2纳米颗粒吸附结构.同时,利用表面光电压谱、氮气等温吸附-脱附、X射线衍射等研究其结构特性.最后,以盐酸四环素为抗生素代表,通过控制SiO_2纳米颗粒比表面积,考察SiO_2对复合材料吸附及光催化性能的影响.结果表明,SiO_2纳米颗粒与TiO_2单晶复合显著提高了材料的吸附性能,表面保护蚀刻进一步提升了材料的比表面积.实验条件下,高比表面积SiO_2-TiO_2单晶复合材料(KSiO_2@TiO_2)对盐酸四环素的平衡吸附量、降解效率、降解速率常数和矿化率分别达到了0.96 mg·g-1、90.2%、0.0079 min-1、54.4%,分别是MSCs的4.4、1.5、2.6和3.1倍.副产物分析表明,SiO_2复合介孔单晶材料更易将盐酸四环素降解为小分子物质.     

广东典型海水养殖区沉积物及鱼体中磺胺类药物的残留及其对人体的健康风险评价

采用高效液相色谱-紫外检测器(HPLC-UV)分析了广东沿海大亚湾和阳江两个典型海水养殖区中沉积物以及7种养殖鱼类肌肉和肝脏组织中磺胺嘧啶(SDZ)、磺胺二甲嘧啶(SM2)和磺胺甲基异噁唑(SMX)的残留量,并依据药品最高残留量(MRL)值和每日允许摄入量(ADI)值对海水养殖鱼类中磺胺类抗生素污染进行人体健康风险评价.结果表明,在所有沉积物样品中都能检出磺胺类抗生素.含量(干重)范围为:2.1~35.2 ng·g-1,检出率大小顺序为SDZ(85.7%)>SM2(71.4%)>SMX(28.6%).大亚湾养殖区磺胺药物在沉积物和鱼类样品中的检出频率大于阳江养殖区.3种磺胺类药物在鱼肝脏组织中的含量显著高于在肌肉组织中的含量(P<0.05).SDZ、SM2和SMX在鱼体肌肉组织中的含量(湿重)范围分别为11.6~37.9、16.3~27.8和4.9~20.0 ng·g-1.3种磺胺类药物的平均日摄入量范围为3.37~36.72 ng·kg-1,仅占食用肉类ADI的最高限值(50μg·kg-1)的0.007%~0.073%(<1%ADI),健康风险为可以忽略,膳食安全性高.     

低浓度CO2在聚苯胺/Y分子筛复合材料上的吸附

根据原位聚合方法将不同量的苯胺分别聚合在Y分子筛上,得到3种聚苯胺(PANI)/Y分子筛复合材料PANI-Y~(-1)、PANI-Y-2及PANI-Y-3,用傅立叶红外及氮气吸附实验表征了材料的结构特征,探讨了复合材料对常压下低浓度CO_2的吸附及再生性能.结果表明,苯胺在Y分子筛上成功聚合,复合材料的比表面积分别为52、54和35 m2·g~(-1),孔道由大孔和少量中孔组成,微孔极少.PANI负载量越大,材料的孔容越低.20℃下,初始体积分数为10%的CO_2在复合材料与Y分子筛上的吸附符合Logistic模型,吸附量的顺序为PANI-Y-2(2.09 mmol·g~(-1))PANI-Y-3(1.79 mmol·g~(-1))PANI-Y~(-1)(1.07 mmol·g~(-1))Y分子筛(0.80 mmol·g~(-1)),复合材料对CO_2的吸附受PANI负载量和比表面积的共同影响.在2%~10%的范围内,CO_2在复合材料上的吸附量随初始体积分数增加而增加;在25~65℃下,吸附量随温度升高而降低.80℃下,PANI-Y-2的4次热再生效率较差,仅68%;采用氨水/热再生相结合的方式脱附CO_2,再生率提高到94%.     

锆基MOF材料用于水中抗生素的吸附研究

采用溶剂热合成法制备了锆基MOF材料PCN-777,通过扫描电镜、X射线衍射、傅立叶红外光谱分析、比表面积分析对材料的形貌、结构等进行了表征。合成的PCN-777,比表面积为519.44 m~2/g,平均孔径为3.12 nm。PCN-777对氟喹诺酮及磺胺类抗生素具有较好的吸附作用,最大吸附容量分别为35.46 mg/g和36.36 mg/g,吸附均遵循Langmuir等温吸附方程和准二级吸附动力学模型。在pH 4～10范围内,PCN-777对氟喹诺酮及磺胺类抗生素具有稳定的吸附能力,增加离子强度能够促进对抗生素的吸附。PCN-777用于淡水和海水中低浓度抗生素的吸附,去除率在90%以上。     

微波辅助合成γ-Fe2O3/花生壳磁性生物炭对水体中环丙沙星吸附的研究

基于化学共沉淀法,利用微波辅助成功合成了γ-Fe_2O_3/花生壳磁性生物炭复合材料.结果表明,微波辅助合成扩大了生物炭的比表面积和孔隙体积,提高了生物炭表面γ-Fe_2O_3颗粒的分散度.此外,微波效应使得γ-Fe_2O_3牢固地附着在生物炭表面并提高了吸附剂的磁性.在最佳pH=6.0的条件下,微波辅助合成的磁性生物炭对环丙沙星(CIP)的吸附量为8.30 mg·g~(-1),吸附量高于传统法制备的吸附剂(4.50 mg·g~(-1)).吸附过程受多重机制控制,5次循环实验证实由微波辅助合成的γ-Fe_2O_3/花生壳磁性生物炭纳米复合材料是一种高效、稳定、可重复使用的吸附剂.微波辅助合成给磁性生物炭优化提供了新思路,为提高吸附剂对有机污染物的有效去除提供了新的途径.     

氯化磁性凹土树脂的制备与表征研究

利用表面负载的方法将有机化磁性凹土与苯乙烯、二乙烯苯等制备磁性凹土树脂;对磁性凹土树脂进行氯甲基化改性,制备出氯化磁性凹土树脂.表征了样品的形貌、结构以及表面积,研究了树脂对天然有机物(腐殖酸)的吸附性能.结果表明:氯化后的磁性凹土树脂的比表面积是原有的1.9倍,对附腐殖酸的饱和吸附能力也从原有的41.84 mg/g提高到了51.02 mg/g,这表明改性后的树脂增强了其对腐殖酸的去除能力.     

"探测"双星磁性仿真分析计算

以TC-1、TC-2卫星(双星)为研究对象,对双星的磁性状态进行了全面的分析计算。通过磁性耦合试验,论证了卫星整星的磁矩等于卫星部件偶极子矩通过坐标变换后的矢量和。同时,建立等效磁多级子模型,对双星的部件和整星分别进行了磁场和磁矩仿真计算。     

磁分离技术在水处理中的研究与应用进展

磁分离技术具有分离速率快、效率高、无二次污染、占地少、投资低、操作方便等优点,在水处理领域得到了越来越多的研究和应用,特别是随着超导高梯度磁分离技术以及磁分离器设计的进一步发展,其在水处理领域极具潜能.因此,本文通过文献调研,分析和总结了目前主要磁分离技术(例如,磁场直接应用、磁絮凝-磁分离、磁吸附-磁分离、磁催化-磁分离及磁分离耦合技术)在水处理领域的研究进展,介绍了近年来磁分离技术在国内水处理行业中的研究与实际工程应用推广现状,分析了磁分离技术应用于水处理领域的优势和当前应用中存在的限制,并对其未来发展方向进行了展望.虽然磁分离技术目前已经成为水处理领域一项广泛应用的分离技术,但在机理研究、特异性磁种制备、磁体技术与磁分离器设计、磁分离工艺优化及实际的工程应用推广上仍存在一定的滞后,需要进一步的开展研究工作.     

磁絮凝分离法处理含油废水的试验

通过磁絮凝分离法处理含油废水,确定适宜的磁粉和絮凝剂、助凝剂的加入量,以及加料顺序和搅拌条件对反应的影响,并进行了普通絮凝和磁絮凝的对比试验。结果表明,当废水含油量为100~200mg/L时,反应最佳工艺参数:磁粉加入量为280mg/L,PFC和PAM加入量分别为25、0.5mg/L,磁粉和PFC同时先于PAM投加,且投加时搅拌速度以250r/min为宜。     

电磁监测卫星磁洁净控制方法研究

提出了卫星磁洁净控制的主要方法,覆盖从卫星可行性设计到最终系统级磁试验的各个阶段。结合电磁监测卫星的研制流程,介绍了在可行性论证、方案阶段和初样阶段卫星磁洁净控制工作的进展。开展的工作表明,卫星平台在绝对磁场校准装置位置产生的磁场干扰不确定量可以控制在0.5 nT,能够满足卫星在轨科学探测任务需求。     

磁技术在污废水处理中的作用机理及应用

污废水生物处理技术不断地向工艺流程简单、处理费用低和处理效果好的方向发展。磁技术在该领域具有很好的发展潜力。磁场具有生物效应,可增强微生物活性。磁粉能与活性污泥絮体紧密结合,形成具有特殊分离性能并能抑制剩余污泥产生的磁化活性污泥。磁化活性污泥法在日本的污水处理厂有未排泥连续运行2年的成功先例。近年来微生物的磁效应在废/污水生物处理中的应用引起越来越多国内外研究者的注意,磁技术与其他水处理技术之间的结合是比较热门的研究领域。     

天山北麓宁家河阶地上的黄土堆积及其磁学特征

本文报道了新疆地区天山北麓宁家河阶地上的黄土堆积。研究剖面的两层黄土为河流 砾石层所隔开,这在新疆地区较为少见。通过系统的岩石磁学和粒度测量,分析了该剖面两层 黄土的磁学特征,并初步探讨磁化率变化机制。结果表明：黄土中的主要磁性矿物为磁铁矿和 磁赤铁矿,并含有少量赤铁矿和针铁矿。亚铁磁性矿物主要以多畴（MD）、假单畴（PSD）颗 粒为主,反映了这一地区极弱的成土作用。砾石层上下两层黄土磁学性质存在着差异,表现为 上层黄土具有较高的磁性矿物含量、较粗的磁颗粒和相对含量较高的软磁性矿物。下层黄土受 到后期河水的改造可能是导致这些差异的原因。磁化率与粒度呈现较好的正相关关系,与黄土 高原的情况相反,说明干旱地区的黄土磁学性质主要受原生磁性矿物控制。搬运风力和源区变 化是磁化率变化的主导因素。     

利用Fe3O4纳米颗粒磁分离去除水中小粒径微塑料

建立了微塑料（Microplastics,MPs）荧光定量分析方法,系统研究了Fe₃O₄纳米颗粒对水中聚苯乙烯MPs的磁性去除效果.结果表明,MPs浓度在本实验范围内（0.2~10.0mg/L）与荧光强度线性关系良好,相关系数均>0.9990,能准确测定不同粒径（100~1000nm）MPs的浓度.MPs初始浓度与Fe₃O₄纳米颗粒投加量对MPs去除效果具有影响.增加Fe₃O₄纳米颗粒的投加量能够有效提升水中MPs的去除率,当Fe₃O₄投加量为12mg/L时,去除率可达90.8%.在低Fe₃O₄投加量时,MPs去除率随着MPs初始浓度增加而显著增加,显著性水平为0.015;但在中、高Fe₃O₄投加量时,初始浓度对去除效果影响很小,显著性水平分别为0.073和0.060.Fe₃O₄纳米颗粒对MPs的附着过程能够在180min内趋于平衡,整个动力学可通过拟一级或拟二级模型进行拟合.     

应用加载磁絮凝技术处理垃圾渗滤液试验研究

垃圾渗滤液是一种成分复杂多变的高浓度难处理有机废水.本研究采用加载磁絮凝技术对垃圾渗滤液进行预处理,并讨论了适宜的磁载体、凝聚剂和絮凝剂的加入量.     

磁分离除尘的初步实验研究及其机理分析

对磁性粉 尘和非 磁性粉 尘进 行 了磁 分离 实 验研 究。结 果 表明 ，对 磁性 粉尘 ，磁 除尘 效 率可达９９ ％ 以上 ，而对非 磁性粉尘 ，通过粉 尘上磁， 磁除尘效 率可达９ ０ ％ 以 上     

应用加载磁絮凝技术处理垃圾渗滤液试验研究

垃圾渗滤液是一种成分复杂多变的高浓度难处理有机废水。本研究采用加载磁絮凝技术对垃圾渗滤液进行预处理,并讨论了适宜的磁载体、凝聚剂和絮凝剂的加入量。