聚电解质刷SiO2-g-PSStNa固定化果胶酶的研究

[目的]研究果胶酶的固定化方法,以期提高固定化酶的活性。[方法]通过表面原子转移自由基聚合(SI-ATRP)的方法,利用SiO2表面引发剂合成了SiO2-grafted PSStNa的纳米复合材料。并分别研究了固定化对果胶酶在水相介质中的pH、温度以及存储稳定性的影响。[结果]SiO2-grafted PSStNa不仅具有核壳结构,而且是表面富集大量负电荷的"聚电解质刷",将果胶酶固定于该"聚电解质刷",实现了方便、温和和省时的果胶酶的固定化。研究发现,自由果胶酶和固定化果胶酶的最佳反应pH为6.0,最佳反应温度为50℃。[结论]该研究结果对固定化酶在工业上的制备及应用有着重要的意义。     

Fe3 O4／TiO2复合物的制备

[目的]以钛铁矿为原料,制备包覆性Fe_3O_4/TiO_2磁性光催化剂。[方法]研究不同温度、反应时间、钛铁矿颗粒大小、是否冷凝回流等条件下钛铁矿的溶解情况以及TiO_2、Fe_3O_4/TiO_2的产率和催化效果,并采用X射线粉末衍射仪(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等对催化剂产物进行表征,且验证催化剂的磁性能。[结果]该方法可以制备出磁性良好、包覆效果好、较纯净的Fe_3O_4/TiO_2包覆性光催化材料。[结论]制备出的Fe_3O_4/TiO_2复合物保持了Fe_3O_4的磁性,是一种性能优良的包覆性光催化材料。     

纳米Fe0/Fe3O4复合体系对溶液中PCB77的降解研究

研究了纳米Fe0与纳米Fe3O4单一与复合体系对溶液中PCB77的降解动力学,以及影响降解效率的不同因素.结果表明,投加纳米Fe0对PCB77有显著的降解效果,反应240 min后PCB77残留率为8.94％;投加纳米Fe0同时配以不同比例的纳米Fe3O4能明显影响PCB77的降解速率,纳米Fe0/Fe3O4投加比例为1∶0.1、1∶0.2和1∶1时,PCB77的残留率分别为6.46％、10.23％和38.20％.溶液pH对纳米Fe0/Fe3O4复合体系降解PCB77具有较大的影响,当溶液pH为6.8时,纳米Fe0/Fe3O4复合体系降解PCB77的效果最好.纳米Fe0Fe3O4复合体系对PCB77的降解是一个还原脱氯的过程,随着PCB77残留率的减小,氯离子浓度不断增大,同时反应体系中氧化还原电位不断降低.研究结果将为环境中残留PCBs提供一种高效去除方法,并为PCBs污染水体和土壤的修复提供理论依据.     

米根霉-Fe3O4复合材料制备及其对Cu2+吸附实验

该文比较了5种真菌孢子对Fe~(3+)的吸附情况,发现米根霉对Fe~(3+)吸附效果最好。通过测定米根霉对Fe~(3+)的吸附曲线,确定米根霉吸附Fe~(3+)的量,利用共沉淀法将米根霉吸附的Fe~(3+)与添加Fe~(2+)复合在一起制备出米根霉—Fe_3O_4复合材料;用米根霉—Fe_3O_4复合材料处理CuSO_4溶液,蓝色变浅,结果表明复合粒子对Cu~(2+)的有吸附效果。     

蜜蜂体内磁铁矿(Fe3O4)来源问题的研究

以蜂蜜和花粉为实验材料 ,应用X射线衍射仪来检测花粉和蜂蜜中的Fe3 O4。结果表明 :在花粉和蜂蜜中没有检测出Fe3 O4,由此我们推断蜜蜂可以合成Fe3 O4。     

磁性Fe3O4纳米粒子在农学领域应用研究进展

磁性Fe3O4纳米粒子由于体积小、比表面积大、具有表面效应和超顺磁性等优良特性在农学相关领域得到了广泛的应用。综述了磁性Fe3O4纳米粒子在磁性固相萃取、食品工业、控释农药、农药增效及光催化降解等农学相关领域的应用,比较了磁性Fe3O4纳米粒子不同制备方法的优缺点,探讨了磁性Fe3O4纳米粒子在应用中存在的挑战和未来的发展趋势。     

纳米Fe3O4协同微生物对除草剂2,4-D的降解

 【目的】采用纳米Fe3O4协同微生物降解水溶液中2,4-D,提高2,4-D的降解效率,为有机氯农药污染环境的生物修复提供理论基础。【方法】利用纳米Fe3O4的还原作用脱去2,4-D环上的氯原子,使其毒性降低或消除;再利用微生物的共代谢作用,引入降解菌,协同降解2,4-D。通过分析纳米Fe3O4与微生物之间的相互关系,揭示纳米Fe3O4与微生物降解的协同作用机理。【结果】纳米Fe3O4对2,4-D有还原降解作用,投加纳米Fe3O4体系中2,4-D浓度降低、氯离子浓度升高,纳米Fe3O4对2,4-D的降解是一个还原脱氯过程;微生物能以2,4-D为C源,投加降解菌体系中2,4-D浓度降低、微生物生长的OD600值增大,2,4-D为微生物生长提供营养;纳米Fe3O4/微生物联合体系能明显加快2,4-D的降解,7 d时2,4-D的残留率降至35.7%,远低于纳米Fe3O4或微生物单独降解体系中2,4-D的残留率。采用微生物对中间产物2,4-DCP进行降解,反应5 d时,2,4-DCP 的残留率为50.1%,相应地,降解菌生长的OD600值为3.29。【结论】纳米Fe3O4/微生物联合体系对2,4-D的降解效率显著高于单一纳米Fe3O4或微生物体系;纳米Fe3O4能够刺激微生物的生长,2,4-D还原降解的中间产物2,4-DCP比2,4-D更易于被微生物降解。     

Fe3O4和磁场处理对铁皮石斛原球茎生长的影响

在培养基中添加不同浓度的Fe3O4 (0.2％、0.4％、0.6％、0.8％、1.0％),研究不同磁感应强度(6、12、17、25 mT)与不同磁处理时间(1、5、10 h)的组合条件对铁皮石斛原球茎生长的影响.结果表明,不同Fe3O4浓度与不同磁处理条件组合对铁皮石斛原球茎生长的影响不同;合适的处理组合能促进铁皮石斛原球茎的生长,其中0.6％Fe3O4,磁感应强度12 mT,磁处理1h为最佳处理组合,对铁皮石斛原球茎生长的促进作用最好,促进率为205.25％.     

磁性纤维素／Fe3 O4／活性炭复合材料吸附刚果红性能研究

采用NaOH/硫脲/尿素混合水溶液低温溶解的绿色工艺快速溶解纤维素,并以纤维素、Fe3O4、活性炭为原料制得磁性纤维素/Fe3O4/活性炭复合吸附剂,运用XRD、SEM、TGA等技术手段对其进行了全面表征。将刚果红溶液作为目标污染物,考察了吸附剂投加量、溶液初始浓度等对吸附效果的影响,并对吸附动力学、热力学进行了探讨。结果表明,增大溶液初始浓度能有效提高吸附量;去除率随着吸附剂投加量的增加而提高。磁性纤维素/Fe3O4/活性炭复合吸附剂对刚果红偶氮染料的吸附等温线符合Freundlich模型,吸附过程符合拟二级动力学方程,内扩散为主要控速步骤。吸附是熵推动的自发放热过程,低温有利于反应的进行。     

基于文献计量学的Fe3O4磁性复合材料吸附重金属研究态势分析

从文献计量学的角度,利用TDA分析软件对Fe_3O_4磁性复合材料吸附重金属相关论文的年份、国家、机构、学科及关键词等进行了统计分析。     

生物柴油的固体超强酸Fe2O3/SO42-催化制备

用沉淀-浸渍法制备固体超强酸催化剂Fe2O3/SO42-,并以餐饮业废弃油脂为原料将该催化剂用于生物柴油的合成.考察了催化剂制备条件对生物柴油产率的影响.结果表明,制备固体超强酸Fe2O3/SO42-的H2SO4浓度为0.75 mol/L、于500 ℃下煅烧5h;用该催化剂制备生物柴油,在反应温度为70℃,醇油摩尔比为25∶1,催化剂用量为油重的2％,反应时间为10h的最佳工艺条件下,生物柴油产率可达95.4％.催化剂使用1、2、3、4、5次的平均产率达94.3％.     

氨基化磁纳米Fe3O4对铅离子的吸附研究

采用水热法制备了一种氨基化磁纳米Fe3O4粒子,并采用X-射线衍射、透射电镜和红外光谱对该材料进行了表征。研究了氨基化磁纳米Fe3O4在不同pH、反应时间、添加量和初始金属离子浓度下对Pb2+的吸附能力。结果表明:在pH 8.5、分析时间为10 min时对Pb2+的吸附率可达90%以上;随着氨基化磁纳米Fe3O4添加量的增加,其对Pb2+的吸附能力也增强;随着Pb2+初始浓度的增加,氨基化磁纳米Fe3O4对Pb2+的吸附率降低。氨基化磁纳米Fe3O4对Pb2+的吸附动力学和热力学分别符合准二级吸附模型和Langmuir等温吸附模型。不同浓度盐酸对保留在氨基化磁纳米Fe3O4上的Pb2+的脱附影响研究结果显示:0.1～2.0 mol.L-1盐酸对氨基化磁纳米Fe3O4材料的脱附率均可达到85%以上,说明该材料具有循环利用的可能。     

生物炭负载Fe3O4纳米粒子的制备与表征

为了推进可再生资源的综合利用,本文以水稻秸秆为原料,利用高温热解有机前驱体法成功制备磁性Fe_3O_4纳米粒子/生物炭复合材料。用X射线衍射仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析仪(TG)、综合物性测量系统(PPMS)、元素分析仪(EA)、电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-OES)及全自动快速比表面与孔隙度分析仪(BET)对其进行了表征。结果表明:复合材料上生成了形貌均一、结晶度较高、粒径范围为3~10 nm的Fe_3O_4纳米粒子;复合材料的饱和磁化强度达到26.64 emu·g~(-1);复合材料相比于原始生物炭具有更好的热稳定性和更大的比表面积;复合材料的微孔数量少于原始生物炭,孔隙结构以中大孔为主;铁元素在复合材料上的含量为12.08 mg·g~(-1)。通过对两种材料物理化学性质的比较与归纳,以期为复合材料的合成及应用提供参考。     

磁性壳聚糖重金属吸附剂的制备及其吸附性能的研究

为了有效吸附水体中重金属,使用离子交联法合成制备了一种低成本、低毒性的磁性壳聚糖纳米重金属吸附材料。调节多聚磷酸钠与壳聚糖溶液的比例,制备得到一系列不同粒径大小的重金属吸附材料并比较其吸附性能的差异。通过电子透射显微镜、傅里叶红外光谱仪、粉末X射线衍射仪等一系列表征,确定壳聚糖纳米微粒成功包裹磁性Fe_3O_4纳米粒子,并得到粒径范围介于164.05~768.69 nm尺寸颗粒。重金属吸附铜、镉、锌实验结果表明,小粒径重金属材料的吸附效果优于大粒径吸附材料,其最大吸附效率分别为51.66%,97.86%及82.24%。此外,该材料吸附原理符合准二级动力学模型(R~2=0.998-0.999),属化学吸附类型。通过与人乳腺癌细胞MCF-7细胞共培养验证其生物相容性及毒性,细胞活性达到100%。该研究阐明小尺寸壳聚糖磁性纳米颗粒可作为一种低成本、低毒性且吸附率高的重金属吸附材料,基于该优势其在污水处理及农业环境治理具有潜在价值。     

改性秸秆-Fe3O4复合材料对染料废水中亚甲基蓝的去除研究

利用柠檬酸(CA)对秸秆(RS)进行改性制备改性秸秆(CA-RS),并通过化学沉淀法负载Fe_3O_4以制得柠檬酸改性秸秆-Fe_3O_4(CA-RS-Fe)复合材料,利用FTIR和XPS对CA-RS、CA-RS-Fe进行表征,研究在不同固液比、温度、溶液初始pH和浓度条件下,其对溶液中亚甲基蓝(MB)的吸附去除效果。结果表明:固液比为1.0 g·L~(-1)、pH在3.0～11.0范围内时,CA-RS对MB去除率达95%以上。拟二级动力学模型能较好地拟合CA-RS和CA-RS-Fe对MB的去除过程。Langmuir模型可以描述MB在CA-RS和CA-RS-Fe表面的吸附。FTIR和XPS分析表明CA-RS表面官能团中的羧基在MB吸附过程中发挥重要作用。CA-RS对MB的吸附机理包括静电作用、氢键和π-π作用。Fe_3O_4的引入减少了CA-RS表面羧基的数量,降低了其对MB的吸附能力,但能实现快速固液分离。研究表明,CA-RS可作为去除染料废水中MB的良好吸附剂,CA-RS负铁之后会降低对MB的吸附量,但有利于提升固液分离效果。     

Fe2O3对鸡粪堆肥过程中含硫臭气排放的影响

本文以新鲜鸡粪和玉米秸秆为原料,在60 L密闭式发酵罐内进行联合好氧堆肥,研究了Fe₂O₃作为添加剂对鸡粪堆肥含硫臭气排放和堆肥产品腐熟度的影响。研究结果表明,在为期35 d的堆肥过程中,两处理的高温期（≥ 50℃）均持续10 d以上,满足堆肥产品无害化要求;种子发芽率指数（GI）均超过70%,达到完全腐熟,添加Fe₂O₃不会影响堆肥温度和堆肥产品腐熟度。鸡粪堆肥添加Fe₂O₃可有效降低含硫臭气排放,可使鸡粪堆肥过程中硫化氢（H₂S）、二甲基二硫醚（Me₂SS）和甲硫醚（Me₂S）分别减少38.81%、73.59%和42.59%,累计减少总硫损失63.17%。总体而言,外源添加Fe₂O₃不会影响堆肥进程和腐熟度,可显著降低含硫臭气排放,增加产品中硫含量。     

O3/H2O2去除水中硝基苯效果与机理

以硝基苯为目标反应物,对O₃/H₂O₂体系氧化去除水中硝基苯的效果和机理进行了研究,考察了pH值、H₂O₂剂量、自由基抑制剂或促进剂对硝基苯的去除效果的影响.研究发现,在pH≤7时,H₂O₂促进臭氧化去除硝基苯的效果较为明显,当H₂O₂投加量从1.0 mg/L增加到4.0 mg/L时,在氧化5 min内,硝基苯     

纳米Fe3O4/生物炭活化过硫酸盐降解盐酸四环素

为找到经济有效且环保的自由基激发剂,以激发过硫酸盐（PS）氧化降解有机污染物,本研究制备了纳米Fe₃O₄/生物炭（BC）复合材料,并对其进行表征,检验其激发PS氧化降解水中盐酸四环素（TCH）的效果。结果发现,质量比为1∶4、1∶2和1∶1的纳米Fe₃O₄/BC复合材料均能有效激发PS氧化降解TCH,降解4 h后,TCH浓度分别减少了80.1%、82.5%和86.5%,而单一纳米Fe₃O₄和单一BC处理的TCH浓度仅减少了67.7%和61.8%。阴离子HCO₃^-和H₂PO₄^-显著抑制TCH降解,且HCO₃^-比H₂PO₄^-的抑制作用更强,而Cl^-和NO₃^-促进TCH降解。淬灭试验及电子自旋顺磁共振（EPR）检测表明,该降解过程中单线态氧（¹O₂）是主要活性物质,其次是羟基自由基（·OH）。当重复使用第3次时,质量比为1∶4、1∶2和1∶1的纳米Fe₃O₄/BC复合材料对TCH的去除率仍达70%以上。因此,纳米Fe₃O₄/BC复合材料是一种很有应用潜力的PS激发剂,可实现TCH的快速氧化降解。     

Na2S2O8、H2O2在氧化处理石油污染土壤中的持续有效性研究

以过氧化氢(H_2O_2)和过硫酸钠(Na_2S_2O_8)为氧化剂,通过室内模拟实验,研究不同氧化剂及分次添加方式(1次或分3次)、外源添加零价铁(ZVI)处理对石油污染土壤中石油烃类污染物的去除能力,探讨了不同处理下氧化剂的持续性和去除污染物的有效性。结果表明:在氧化剂初始浓度为21、63、105 mmol·L~(-1)的处理中,H_2O_2在反应第2 d均已检测不到,Na_2S_2O_8剩余量在反应10 d后分别为11、35、60 mmol·L~(-1);反应10 d后,总石油烃类(TPH)总去除率在氧化剂初始浓度为63、105 mmol·L~(-1)的Na_2S_2O_8处理中显著高于H_2O_2处理(P0.05),分别高出12.41%、14.21%;在第4～10 d Na_2S_2O_8和TPH剩余浓度的降低均非常缓慢,表明土壤中能活化Na_2S_2O_8的物质不足;加入ZVI显著提高了TPH总去除率(P0.05),尤其促进了第4～10 d TPH的持续降解(分别增加了8.46%、8.49%、12.26%)。总量相等的H_2O_2分3次在第0、24、48 h投加,反应10 d后TPH降解率比一次性投加分别提高了17.26%、25.43%、28.11%。通过对反应体系有机组分的GC-MS图谱分析,反应10 d后H_2O_2分3次添加、ZVI活化Na_2S_2O_8处理中石油烃类总峰值分别降低了56.64%和57.60%,且部分长链烷烃被降解为相对较短的烷烃组分。研究表明:Na_2S_2O_8在石油污染土壤中持续性优于H_2O_2,但Na_2S_2O_8去除TPH的有效性随反应时间增加而降低;添加ZVI提高了Na_2S_2O_8去除TPH的有效性;分批次投加H_2O_2提高了石油污染土壤中的TPH降解率。     

BiFeO3/H2O2类芬顿体系去除猪场沼液中3种磺胺类抗生素

沼气工程会产生大量的沼液,其养分浓度低、体积巨大,且含有抗生素等污染物,是沼液无害化处理和资源化利用中需要解决的难题。本研究利用BiFeO₃/H₂O₂类芬顿体系去除猪场沼液中3种磺胺类抗生素,通过设置单因素条件考察了沼液初始pH值、H₂O₂浓度、催化剂BiFeO₃的添加量对沼液中抗生素去除的影响。结果表明：磺胺类抗生素去除的最佳反应条件为初始pH=5、H₂O₂浓度为0.8 mol·L^-1、催化剂添加量为0.8 g·L^-1,在此条件下,磺胺甲恶唑、磺胺甲基嘧啶、磺胺嘧啶去除率分别为97.93%、89.67%、86.42%,平均去除率为91.34%;沼液中总氮、总磷、总钾的保留率分别为94.7%、96.2%、95.1%。BiFeO₃经过4次重复使用,其类芬顿体系对沼液中3种磺胺类抗生素的平均去除率基本不变,说明其稳定性好、可重复利用。研究表明,BiFeO₃/H₂O₂类芬顿体系去除猪场沼液中抗生素具有良好的效果,为沼液无害化处理提供了一种可能方案。