唐志中
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王琳
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来新泽
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刘延霞
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王盈
贵金属
通过研究甘肃铜镍硫化物型矿床的矿物组成,用物理与化学相结合的方法进行矿物分离,将铜镍硫化矿物中金、铂、钯的赋存状态划分为磁性部分(磁黄铁矿相、磁铁矿相、独立矿物相)和非磁性部分(硫化矿相、脉石中类质同象相、独立矿物相)共6个相态.研究确定了各相态的提取剂及提取条件,用ICP-MS测定各相态中金、铂、钯的含量,从而查明其分布情况.各元素的各相态提取之和与样品各元素的总量之比,Au为105％～112％、Pt为92.5％～108％、Pd为110％～114％,其分布与磁性选择结果及岩矿鉴定矿物组分分布基本一致.方法具有较好的准确性和重现性,研究结果为寻找隐伏矿提供理论依据,并可在选矿工艺研究中发挥作用.
关键词:
分析化学
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相态分析
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磁性分离
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金
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铂
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钯
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ICP-MS
单丙辉
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王超展
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卫引茂
分析化学
doi:10.11895/j.issn.0253-3820.160125
通过4步化学反应对磁性Fe3O4@SiO2纳米粒子进行化学修饰,设计和制备了一种N,N'-二(5-四唑亚甲基)胺修饰的金属螯合磁性纳米粒子。用X射线光电子能谱(XPS)、Zeta电位对该新型吸附剂进行了表征。用静态吸附法研究了螯合Cu吸附剂对溶菌酶、细胞色素C和α-糜蛋白酶的吸附性能以及溶液pH值、盐浓度、蛋白初始浓度对吸附量的影响。结果表明,吸附剂对蛋白质的吸附主要通过金属配位机理进行,且符合Langmuir吸附模型,对溶菌酶、细胞色素C和α-糜蛋白酶的最大吸附量分别20.0、13.5和17.9 mg/g。此外,将螯合Cu(Ⅱ)吸附剂用于混合蛋白质样品的吸附,发现此吸附剂对混合蛋白质样品中的溶菌酶具有选择性吸附作用,说明此金属螯合吸附剂在蛋白质选择性分离富集中具有一定应用价值。
关键词:
磁性分离
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金属螯合
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吸附剂
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蛋白质
吴云霞
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黄静
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尹争志
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曾延波
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张祖磊
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李蕾
应用化学
doi:10.3724/SP.J.1095.2013.20594
以罗丹明B(RhB)为模板分子,采用悬浮聚合法制备了罗丹明B磁性印迹微球(M-MIPs),对其进行了结构表征,并与本体聚合的印迹材料进行了对比.结果表明,2种聚合物中的Fe3O4均呈现良好的晶形.悬浮法制得的M-MIPs呈球形,粒径在50 μm左右,其饱和磁化强度(5.406 emu/g)比本体法制得的M-MIP(1.772 emu/g)更大,有利于快速磁性分离.悬浮法所得M-MIPs的吸附量是本体法所得M-MIPs吸附量的近1.8倍,且在吸附速率、选择性、重复使用性能等方面,均明显优于后者.2种材料均符合Langmuir吸附模型;悬浮法所得M-MIPs对RhB的吸附过程更符合二级动力学方程,而本体法所得M-MIPs较符合一级动力学方程.悬浮法制得的M-MIPs更适合于RhB的识别、富集与分析应用.
关键词:
磁性分子印迹聚合物
,
磁性分离
,
悬浮聚合
,
本体聚合
,
罗丹明B
张艳梅
,
戴田霖
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张帆
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张静
,
储刚
,
权春善
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62562-7
金属有机骨架(MOF)材料是由过渡金属离子与有机配体通过配位键连接构成的高度有序的超分子化合物.这类材料比表面积大,孔隙率高,热稳定性好,而且具有规整可调控的孔结构、易于功能化的骨架金属离子和有机配体,在多相催化领域具有潜在应用前景.将纳米尺寸的MOF材料等多孔材料作为催化剂,可以提高反应传质效率,从而提高催化反应活性,但纳米MOF催化剂的分离和回收困难.将磁性纳米粒子和MOF材料组装成核壳结构的磁性MOF材料,不仅可简化催化剂的分离回收,而且通过控制壳层材料的厚度可以实现催化剂的高活性和高选择性.我们曾将磁核Fe3O4纳米粒子交替放入含有一种MOF材料前体的DMF溶液中,采用层层组装法制备了磁性Fe3O4@UiO-66-NH2纳米复合材料.经过十步组装后的材料的透射电镜(TEM)结果证实为核壳结构.但未出现明显的UiO-66-NH2的X射线衍射(XRD)特征峰,说明壳层材料UiO-66-NH2的结晶度较低;同时由于其孔结构的破坏或堵塞,在反应中出现明显失活.本文进一步改进自组装方法制备了核壳结构的磁性Fe3O4@UiO-66-NH2纳米复合材料,用XRD、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、TEM、扫描电镜(SEM)和氮气吸附等方法对材料的组成和结构进行了表征,并考察了其在Knoevenagel缩合反应中的催化性能.结果表明,所制材料是以Fe3O4为核,以UiO-66-NH2为壳的核-壳结构材料.经三次组装后出现了一系列UiO-66-NH2的XRD特征峰,说明采用新方法制备的复合材料中壳层材料UiO-66-NH2结晶度高,晶体结构规整.N2吸附-脱附结果表明,材料具有较高的比表面积和孔容.该复合材料在Knoevenagel缩合反应中表现出与纳米UiO-66-NH2相当或更好的催化活性和选择性,而且因壳层材料的孔道限阈效应而对底物表现出尺寸选择性.由于材料结晶度和晶体结构规整度的提高,催化剂稳定性更好,通过简单磁性分离即可分离和回收催化剂,循环使用4次而未出现明显失活.相对于本课题组之前报道的Fe3O4@CuBTC-NH2,Fe3O4@IRMOF-3和Fe3O4@UiO-66-NH2材料,本文所制的Fe3O4@UiO-66-NH2是一类结构更加稳定的高效固体碱催化剂.
关键词:
金属有机骨架材料
,
UiO-66-NH2
,
四氧化三铁
,
多相催化剂
,
Knoevenagel缩合反应
,
磁性分离
张艳梅
,
张静
,
田苗苗
,
储刚
,
权春善
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61013-0
金属有机骨架材料具有大比表面积、高孔隙率、热稳定性好、规整且可调控的孔结构、易于功能化的骨架金属离子和有机配体等优点,是制备多相催化剂的重要材料之一.虽然减小金属有机骨架材料等多孔材料的粒径可以提高反应物的传质效率,从而提高其催化活性;但是,纳米尺寸催化剂的分离和回收困难.将磁性纳米粒子和金属有机骨架材料结合制备具有核-壳结构的磁性金属有机骨架材料是解决上述问题的有效方法.此类材料兼具磁性材料和金属有机骨架材料的双重优势,既可以磁性分离,又具有金属有机骨架材料的催化活性.而且,厚度可控的壳层材料表现出与纳米催化剂相当甚至更好的催化活性.我们采用逐层自组装方法制备了核-壳结构的磁性Fe3O4@Cu3(BTC)2复合材料,并对材料进行氨基化修饰,制备了基于金属有机骨架材料的磁性多相碱催化剂.采用粉末X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、氮气吸附等方法对材料的组成和结构进行了表征,并考察了材料在Knoevenagel缩合反应中的催化性能.首先采用粉末XRD表征材料的晶体结构.在复合材料Fe3O4@Cu3(BTC)2的XRD谱中,同时出现了Fe3O4和Cu3(BTC)2的特征衍射峰.采用氨基配体修饰后,材料的XRD谱没有明显变化,说明修饰后的材料保持了Fe3O4@Cu3(BTC)2的晶体结构.透射电镜结果表明,包裹25次得到的磁性复合材料Fe3O4@Cu3(BTC)2是以Fe3O4为核心,以Cu3(BTC)2为壳的核-壳结构,壳层厚度大约为200 nm.氨基修饰后,材料的透射电镜图相对修饰前无明显变化.扫描电镜结果表明,合成的Fe3O4为球形结构,粒径为100-600 nm.采用Cu3(BTC)2进行包裹后,在Fe3O4表面生长了由Cu3(BTC)2纳米颗粒组成的壳层.采用氨基配体修饰后,材料的形貌无明显改变.进一步采用氮气吸附表征材料的孔结构并测定材料的比表面积和孔体积.结果表明,由于大比表面的Cu3(BTC)2的引入,复合材料Fe3O4@Cu3(BTC)2的比表面积增大为462 m2/g,孔体积为0.38 cm3/g.氨基修饰后,材料的比表面积和孔体积都有较大程度的降低,说明配体分子占据了壳层材料Cu3(BTC)2中的纳米孔道.采用苯甲醛和氰基乙酸乙酯的Knoevenagel缩合反应作为模型,考察了材料的催化活性.研究发现,Fe3O4对此反应几乎没有活性,Fe3O4@Cu3(BTC)2给出了中等的催化活性.在材料上引入氨基后,由于氨基和Cu3(BTC)2上的Lewis酸性位点的协同效应,在很大程度了提高了材料的催化活性.溶剂效应实验结果表明,反应溶剂对材料的活性和选择性具有较大影响,极性或质子性溶剂有利于反应的进行.多相催化剂的循环稳定性是其重要评价指标之一.热过滤实验结果表明,滤液中无催化活性,反应中的催化活性来源于固体材料,此催化反应为多相催化.随后考察了材料的循环稳定性.虽然氨基化Fe3O4@Cu3(BTC)2材料在溶剂DMSO中表现出最高的催化活性,但XRD和电镜表征结果表明,材料在DMSO中结构遭到破坏,因此循环过程中催化剂的活性损失严重.然后考察了氨基化材料在乙醇中的循环稳定性,发现材料在乙醇中表现出较好的循环稳定性.通过简单磁性分离进行催化剂的分离和回收,催化剂循环使用3次而没有明显的活力损失.而且,XRD和电镜表征结果显示,催化剂的结构在反应过程中没有遭到明显破坏.
关键词:
四氧化三铁
,
金属有机骨架材料
,
多相催化剂
,
Knoevenagel缩合反应
,
磁性分离
唐祥龙
,
崔升
,
张鑫
,
林本兰
,
吴琪
,
沈晓冬
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2016.12.09
磁性气凝胶以其优异的性能受到越来越多的关注。目前，磁性气凝胶主要采用先将磁功能化材料分散到溶胶中，经凝胶、老化、超临界干燥等工艺制得。磁功能化材料主要是指具有磁性的纳米材料，其中应用最多的是铁酸类，尤其以超顺磁性Fe3 O4的使用最为广泛。而磁性气凝胶的结构和性能因磁功能化纳米材料、气凝胶基体的不同而变化。无机磁性气凝胶的基体主要是氧化硅、氧化钛等气凝胶，主要研究磁性颗粒与气凝胶基体的相互作用机理，以及对材料的结构、性能的影响。而有机磁性气凝胶基体主要是石墨烯、碳等柔性气凝胶，主要应用在催化、吸附、生物分离等领域，具有磁性分离，以及使用效率、重复性能优异等特点。综述了上述磁性气凝胶的研究进展，介绍了磁性气凝胶材料常用的制备方法、性能以及应用前景。
关键词:
磁性气凝胶
,
溶胶-凝胶
,
磁性材料
,
磁性分离
,
复合材料
