本期目录

2015年, 第46卷, 第13期 刊出日期:2015-07-15
  

  • 全选
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    研究 开发
  • 柳鑫华;王晓禹;孙彩云;王庆辉
    . 2015, 46(13): 1-0.
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    以顺酐环化、聚合产物聚环氧琥珀酸(PESA)和硫脲(CSN)为原料合成了一种聚环氧琥珀酸衍生物(CSN-PESA),利用红外光谱和核磁共振谱对聚环氧琥珀酸衍生物的结构进行了表征,测定了聚环氧琥珀酸和硫脲不同比例时产物的分子量;探讨了聚环氧琥珀酸衍生物的阻垢性能、分散氧化铁的性能和生物降解性能;利用红外光谱和扫描电镜对垢的晶型(形)进行了研究。结果表明:当PESA与CSN的质量比为8:4时,产物的分子量达到了581左右,其阻垢和分散效果最好;在钙离子浓度为400 mg?L-1、碳酸氢根离子浓度为800 mg?L-1的介质中,当聚环氧琥珀酸衍生物用量为8 mg?L-1时,阻垢率达到95%以上;当ρ( Ca2+ ) = 150 mg?L-1 ,ρ( Fe2+ ) = l0 mg?L-1,加药量为20 mg?L-1时,其上清液最小透光率为75%。结果证明:改性聚环氧琥珀酸衍生物对碳酸钙垢有晶格扭曲的作用,可把稳定的方解石转化为球霰石,表现出良好的阻垢分散性能和可生物降解性能。
  • 陈汉林;陈国需;陈力;夏迪;杜鹏飞;张哲
    . 2015, 46(13): 2-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    采用95nm、0.74μm、1.75μm三种不同粒径WS2粉体作为添加剂制备了锂基润滑脂,并利用四球摩擦磨损试验机分别考察了其摩擦学性能,采用SEM、EDAX、XPS分析了磨损表面的形貌、元素成分及其化学状态。结果表明:WS2作为润滑脂添加剂具有非常优异的摩擦学性能,其中95nm 粒径WS2粉体表现出的性能最优。研究表明WS2添加剂的润滑作用机理是吸附膜,沉积膜或化学反应膜相互作用的结果,不同润滑状态其作用方式也不同,在中高载荷条件下吸附在摩擦副表层的WS2易发生渗镀现象,并可在亚表层内形成致密的WO3化学反应膜。
  • 张瑜
    . 2015, 46(13): 3-0.
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    通过电化学噪声技术(EN)、动电位扫描法、噪声电阻(Rn)等方法研究了304L不锈钢在含氯离子溶液中的腐蚀行为过程,探讨了氯离子对304L不锈钢腐蚀行为的影响,以及腐蚀的形成、特征、机理。结果表明:由于有氯离子的存在,对不锈钢金属的钝化膜的破坏必然导致腐蚀过程中离子扩散速度的加快, 因此氯离子对304L不锈钢腐蚀行为有着明显的钝化作用.
  • 工艺 技术
  • 马晓军;田芝凡
    . 2015, 46(13): 4-0.
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    采用溶胶凝胶法和浸渍法制备Mn掺杂TiO2负载竹质活性炭纤维(Mn/Ti-BACF)光催化复合材料,利用扫面电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见光分光光度计(UV-vis)等考察了Mn掺杂量对Mn/Ti-BACF复合材料结构和可见光光催化性能的影响。结果发现,Mn掺杂改善了TiO2在竹质活性炭纤维表面的负载;Mn离子的掺杂并没有改变样品基材的碳网结构,也未出现新的Mn-O的特征吸收峰。随着Mn掺杂浓度的增加,Mn/Ti-BACF样品中TiO2粒径逐渐减小,可见光下的吸光度先增加后减少。当Mn:Ti为1:200时,样品在可见光下对亚甲基蓝的降解率达到了97.7%。
  • 马双彪;王中武;周亚洲;傅小奇;杨娟;程晓农
    . 2015, 46(13): 5-0.
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    摘 要:采用水热法制备Ag@AgCl溶胶,并采用静电自组装技术在石英基片上通过交替提拉氧化石墨烯(GO)和Ag@AgCl溶胶,制备Ag@AgCl/GO复合薄膜并用做表面增强拉曼光谱基底。采用SEM,XRD,EDS,UV-vis以及共聚焦激光拉曼光谱测试仪对复合薄膜的结构及性能进行表征。结果表明,通过静电自组装法可以获得结构稳定,性能优异的薄膜。Ag@AgCl/GO复合薄膜除了对罗丹明6G具有优异的表面增强拉曼散射性能外(拉曼增强因子可达107数量级),由于AgCl的引入使体系具有优异的光催化降解性能,可以实现Ag@AgCl/GO表面增强拉曼光谱基底的循环利用。
  • 安振涛;安振涛
    . 2015, 46(13): 6-0.
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    在已镀铜涤纶织物表面采用电镀技术制备了一种非晶态Ni-Fe-P合金屏蔽织物。选用8因素3水平的正交试验对制备工艺进行了探讨研究,分析了电镀液组成对镀层沉积速率及组分的影响,借助SEM、EDS和XRD对镀层表面形貌、成分及结构进行了分析,并测试了合金织物的电磁屏蔽效能。结果表明:制备非晶态Ni-Fe-P合金织物的电镀工艺为硫酸镍135g/L,硫酸亚铁105g/L,次亚磷酸钠8g/L,抗坏血酸24g/L,柠檬酸36g/L,亚磷酸22g/L,温度65 ,pH=1.5,电流密度13A/dm2,合金织物表面镀层致密均匀,结晶细致,镀层为非晶态结构的Ni-Fe-P合金,其中P的质量分数为18.67%,在300kHz-1.5GHz频率范围内,合金织物电磁屏蔽效能达到了60.82dB-73.63dB。
  • 王学川;任静;强涛涛
    . 2015, 46(13): 7-0.
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    超支化聚氨酯具有粘度低、溶解能力增强、成膜性能好、良好的耐水性、热稳定性、物理机械性能等优点,所以在理论和应用上超支化聚氨酯逐渐成为皮革涂饰领域研究的热点。 首先,以二乙醇胺(DEA)和丁二酸酐为原料,甲醇为溶剂,合成一种新型羧酸型亲水单体(DMCA),优化得到DMCA的最佳条件为:温度0℃,n(DEA):n(丁二酸酐)为1:1.2,时间为80min,甲醇用量为300mL/mol(DEA),在最佳条件下DMCA的转化率为86.18%。采用红外(FT-IR)、核磁(1H-NMR)、X-射线衍射(XRD)、热重(TG)、元素分析等手段对DMCA进行结构和性能的表征。 其次,以DEA、丙烯酸甲酯(MA)、三羟甲基丙烷(TMP)为主要原料,甲醇为溶剂,采用有核“一步法”制备端羟基超支化聚合物(HPAE)。 最后,以一代端羟基超支化聚合物为代表,将其与聚四氢呋喃(PTMG,Mn=1000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇为主要原料,使用羧酸型单体二羟甲基丙酸(DMPA)、二羟甲基丁酸(DMBA)、自制羧酸型单体(DMCA)为亲水扩链剂分别合成三种超支化水性聚氨酯皮革涂饰剂。通过红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、乳液粒径、热重(TG)、示差热分析(DSC)等现代仪器对三种涂饰剂结构和性质进行表征,并对三种薄膜的物理机械性能、薄膜接触角、耐热耐水耐溶剂性能进行对比研究。
  • 王勇;刘金铃;伍毓强;黄秀萍;陈登龙
    . 2015, 46(13): 8-0.
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    以无患子残渣为原料,KOH与K2CO3作为活化剂,采用微波炭化和活化两步法制备超高比表面积活性炭,通过正交实验优化活性炭的制备工艺,探讨了碱炭比、活化温度和活化时间对活性炭吸附亚甲基蓝吸附值的影响。利用N2吸脱附实验、XRD、FTIR等实验技术,对制备的活性炭结构与性能进行了表征。结果表明:在碱炭质量比为4:1、活化温度800℃、活化时间30min的条件下,所制备的活性炭对亚甲基蓝吸附值为595mg/g,BET比表面积为3479m2/g,吸附累积总孔容达1.8262cm3/g,平均孔径为2.0997nm。
  • 李梦霞;汪莉;李鑫;李哲;贠丽;王振南
    . 2015, 46(13): 9-0.
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    采用溶胶-凝胶法制备Ag/Bi-TiO2光催化剂,通过XRD、SEM、BET及UV-VisDRS对催化剂进行表征,并对其可见光催化气相甲苯的活性进行了考察。结果表明,与纯TiO2相比,Ag/Bi-TiO2光催化剂的晶粒粒径减小,比表面积增大,同时Bi-O-Ti键以及Ag杂质能级的形成,拓宽了TiO2的光吸收范围,减少了光生电子-空穴的复合几率,提高TiO2的光催化活性。当焙烧温度为450℃时,0.001Ag/0.05Bi-TiO2光催化剂(Ag/TiO2 摩尔比为0.001,Bi/TiO2摩尔比为0.05)对甲苯的降解效率能达到77.7%,比纯TiO2提高了72.6%。
  • 谭德新;王艳丽;徐远;邢宏龙
    . 2015, 46(13): 10-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    运用TG-DTG技术研究了炔丙基改性酚醛树脂聚合物的非等温热分解过程,通过Kissinger法和FWO法获得聚合物分解的动力学参数,利用模型拟合法推测该聚合物的热分解机理,并用非模型拟合法对机理进行了验证。实验结果表明,该聚合物的Td5分解温度在390 ℃左右,800℃时残炭率在30%左右。7种动力学分析方法显示聚合物的热分解活化能为92.95kJ/mol,指前因子lgA= 4.71s-1,n=2,分解符合2维扩散机理,对应的机理微分函数: ,积分函数: ,聚合物的热分解反应方程为:
  • 赵建国
    . 2015, 46(13): 11-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    摘 要: 用快硬硫铝酸盐水泥、大掺量粉煤灰、水玻璃,外加悬浮剂,一步混合法制备了三元复合胶体防灭火材料,研究了该材料的凝结时间、抗压强度和阻化性能,观察了微观形貌,探讨了胶凝机理。结果表明,材料胶结体的初凝时间在1min-30min范围内可控,并具有良好的早期抗压强度;60℃阻化率达90%,70℃达80%,80℃不低于75%;胶结体内部存在大量絮凝状的C-S-H凝胶,且与粉煤灰胶连,结构密实。工业试验表明该防灭火材料具有良好的防灭火效果。
  • 综述 进展
  • 杨绍斌;董伟;沈丁
    . 2015, 46(13): 12-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    钠离子电池与锂离子电池相比具有钠资源储量丰富,价格低廉等优点被认为是发展新能源、实现规模化储能极具潜力的二次电池。近年来钠离子电池成为人们研究的热点,相关报道也在逐年增加。本文综述了钠离子电池正极材料发展中典型化合物,如:过渡金属氧化物、聚阴离子化合物等的研究进展,以及目前人们主要采用的纳米化、包覆、掺杂等几种有效的改性手段,并对正极材料未来的研究方向以及发展前景提出了展望。
  • 研究 开发
  • 赖小娟
    . 2015, 46(13): 13-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    本文以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二醇(PCL)、二羟甲基丁酸(DMBA)、双丙酮丙烯酰胺(DAAM)等为主要原料,采用乳液聚合法合成了常温自交联聚氨酯-丙烯酸酯杂化乳液。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、激光粒度分析仪、热重分析(TGA)等研究了DAAM单体含量、n(DAAM)/n(ADH)比值对乳液及涂膜性能的影响。结果表明:当w(DAAM)=2%,n(DAAM)/n(ADH)=2:1时,所得杂化乳胶膜的耐水性、力学性能和热稳定性最优。
  • 庄鹏
    . 2015, 46(13): 14-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    通过滞回性能试验研究了大尺寸TiNi形状记忆合金(TiNi SMA)螺旋弹簧用于结构振动控制的可行性。首先,利用两种TiNi合金制作了大尺寸超弹性螺旋弹簧试件。进而,对TiNi弹簧试件进行了单轴反复荷载作用下的力学试验,获得了其在不同加载条件下的恢复力-位移曲线。最后,分析了不同循环加卸载次数、加载频率、位移幅值对两种TiNi弹簧的滞回环及等效刚度、单位循环耗能、等效阻尼比和残余位移四个力学参数的影响。研究结果表明:超弹性TiNi弹簧可输出较大的恢复力、位移以及稳定的复位性能,并可提供一定的耗能能力,在工程结构的自复位振动控制中具有较好的应用潜力。
  • 雅菁;杨宁宁
    . 2015, 46(13): 15-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    采用溶胶-凝胶法在K9玻璃上制备了均匀、透明、裂纹较少的纳米TiO2薄膜,以无水乙醇用量、涂层数、煅烧温度为影响因素,设计L9 (3)4正交试验,以薄膜的透明度、微观致密程度作为评价标准,讨论了无水乙醇用量、涂层数和煅烧温度对制备TiO2薄膜光学性能的影响。用反射式椭圆偏振光谱仪测试最佳制备工艺下制得的TiO2薄膜的椭偏参数,并用Cauchy模型对椭偏参数进行数据拟合。结果表明:薄膜最优制备工艺参数为无水乙醇用量30 mL、涂层数为2层、煅烧温度为550℃;Cauchy模型能较好的描述溶胶-凝胶薄膜在300~700 nm波段的光学性能;薄膜的折射率和消光系数都有随波长增大而减小的趋势且制备的薄膜具有随着膜层数的增加,折射率增加,而最大峰值透光率、孔隙率减小的规律。
  • 张静莹;孙泓婉;许家顺
    . 2015, 46(13): 16-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    目的: 研究Ti、Ti6Al4V和Ti6Al7Nb三种钛金属表面经喷砂酸蚀处理后的表面形貌、亲水性及对成骨细胞生物活性的影响。方法:在Ti、Ti6Al4V和Ti6Al7Nb三种钛金属表面进行Al2O3喷砂和盐酸、硫酸混合物酸蚀的表面改性处理,通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察样品的表面形貌,通过接触角测量仪在显微镜下测量接触角的大小;将SD大鼠成骨细胞以1×104cells/ml密度接种于Ti、Ti6Al4V和Ti6Al7Nb表面后通过MTT活性实验观察成骨细胞在样品表面的增殖,通过SEM观察细胞在样品表面生长的形态,通过碱性磷酸酶(AKP)活性实验,检测成骨细胞的分化能力。结果:Ti、Ti6Al4V和Ti6Al7Nb在经过喷砂酸蚀处理后,表面均呈现出微米级多孔形貌,三种样品均为亲水性表面;细胞在SLA处理后的Ti、Ti6Al4V和Ti6Al7Nb表面增殖良好,细胞伸展显著;其中在Ti6Al7Nb表面细胞的增殖、黏附、分化能力最强。结论:SLA的表面处理能够促进Ti、Ti6Al4V和Ti6Al7Nb的生物活性;经SLA处理的Ti6Al7Nb比Ti和Ti6Al4V表现出更好的生物学活性,成骨细胞在其表面呈现出更好的增殖、黏附及分化能力。
  • 付蓉;芮执元;剡昌锋;罗德春;冯瑞成
    . 2015, 46(13): 17-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    摘 要: 为了从微观原子结构探索γ-TiAl合金裂纹扩展的机理,本文研究了恒定加载速度下温度对γ-TiAl合金中裂纹扩展的影响。采用分子动力学方法对单晶γ-TiAl合金中预置微裂纹的扩展过程进行模拟,研究表明:室温下裂纹呈脆性解理扩展,中、高温时,裂纹在扩展过程中发射位错,裂尖钝化并伴有偏转;随温度的升高,微裂纹由脆性解理扩展向韧性扩展转化,裂纹扩展速率减慢,材料塑性增加;裂尖发射的位错堆积在边界附近,使得位错堆积处萌生空洞缺陷,随着加载的继续,空洞最终长大形成微裂纹,出现边界开裂的现象。
  • 张宁
    . 2015, 46(13): 18-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    为提高建筑物表层的抗蚀性,将经三甲基氯硅烷(TMCS)改性过的疏水性SiO2气凝胶粉体溶于丙酮溶剂中,制成表面防护涂层。研究了不同温度对气凝胶疏水性能的影响,以及超疏水性气凝胶粉体涂层制备条件、涂刷于混凝土表层时对水的耐久性能;利用红外光谱和扫描电镜对其化学基团和微观形貌进行分析。试验结果表明:250℃以下时,气凝胶为超疏水性,之后随温度升高大幅度下降直到完全消失;涂刷次数与气凝胶在分散体系中的质量有关;冲刷时,涂层先由超疏水性变为疏水性,之后长时间保持不变,水浸泡不改变涂层的超疏水性。
  • 林海;郑倩倩;董颖博;金鑫;张小佩
    . 2015, 46(13): 19-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    对天然沸石进行NaCl-焙烧改性、LaCl3调控,再载入银离子制备出复合沸石。研究发现,复合沸石对污水氨氮和磷的去除率分别可达91.66%和90.09%,抗菌率达到96.58%。在此基础上,运用扫描电镜(SEM)和能谱图分析(EDS)、红外光谱图分析(IR)、离子交换容量(CEC)、比表面积与孔径分析等手段对改性复合后的沸石进行结构表征,来进一步探究复合改性对沸石物化性质及脱氮除磷抗菌性能的影响。结果表明,天然沸石经改性复合后,孔道被拓宽,孔容积、比表面积等均有所增加。复合沸石Na、La和Ag含量增加,Ca、Mg等含量相应的减少。改性复合后沸石的阳离子交换容量与天然沸石比均有提高。
  • 谢晋武;刘文博;李宁;颜家振;钟珍玉
    . 2015, 46(13): 20-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    通过砂型铸造法控制MnCu合金的凝固过程,获得具有显著成分偏析的枝晶组织,能够进一步促进时效过程中调幅分解的发生,是提高其阻尼性能的又一有效途径。本文采用JN-1倒扭摆、OLYMPUS 显微镜、SEM、DMA、XRD等手段,系统研究了枝晶偏析对M2052合金阻尼性能的影响。结果表明,铸造M2052合金在铸态下,已含有少量孪晶马氏体,具有一定的阻尼性能;且经过435℃×4h时效处理后,该合金的阻尼性能明显提高(δ=0.26),甚至超过锻造M2052合金(δ=0.20)。这主要是由于铸造成分偏析的富Mn区可促进纳米级高富Mn区的形成,明显提高Ms点(85℃),使冷却过程中生成更多数量的孪晶马氏体,从而获得优异的阻尼性能。
  • 王春齐
    . 2015, 46(13): 21-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    本文采用弓形法测试反射率,研究透波层的厚度对结构吸波复合材料吸收峰的影响。结果显示:在4~18GHz范围内,厚度对其吸波性能具有显著影响:透波层厚度为0.95mm时,结构吸波材料的吸收峰值最高,达-22.6dB;其吸收峰值先随透波层厚度的增加而增强,而后逐渐减弱,透波层厚度对吸收峰值的影响可用二次多项式描叙;吸收峰的位置随透波层的厚度增加向低频方向漂移,其漂移位移与透波层厚度线性相关,满足一次线性方程。
  • 李同彩
    . 2015, 46(13): 22-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    利用电子束蒸镀技术,在石英玻璃和单晶Si<100>衬底上制备了纳米TiO2薄膜。研究了衬底温度和退火温度对TiO2薄膜结构、相组成和亲水性能的影响。结果表明,衬底温度为40~240 ℃时,石英玻璃上制备的薄膜为无定型TiO2,单晶Si<100>上制备的薄膜为金红石TiO2,两类薄膜的亲水性均很差。退火温度显著影响薄膜的相组成及亲水性能。石英玻璃上制备的TiO2薄膜经550、650 ℃退火后转变为单一锐钛矿TiO2,具有很好的亲水性能。单晶Si<100>上衬底温度为40℃制备的TiO2薄膜经550-950 ℃退火后,均由单一锐钛矿TiO2组成,随退火温度升高,亲水性逐渐下降;单晶Si<100>上衬底温度为240℃制备的TiO2薄膜经550-950 ℃退火后,均由金红石TiO2和锐钛矿TiO2组成,随退火温度升高,锐钛矿TiO2含量逐渐增加,亲水性逐渐增强。
  • 郝旭涛;周新涛
    . 2015, 46(13): 23-0.
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    摘要:本文研究了不同种类早强剂、减水剂等功能外加剂对铬铁渣基复合材料性能的影响。通过单因素实验考察了不同掺量的NaCl(NC)、Na2SO4(NS)、NaF(NF)和Al2(SO4)3(AS)等4种无机早强剂对铬铁渣基复合材料性能的影响,利用正交试验考察4种早强剂与木钙(CL)减水剂的复配对复合材料性能及结构的影响,得出复合型外加剂的最佳方案及组成,即:NC:0.6%,NF:0.6%,NS:1.2%,AS:0.7%,CL:0.25%。采用XRD和SEM等测试方法分析复合材料水化产物物相组成和微观形貌。研究表明: 复合型外加剂加速并促进了铬铁渣基复合材料水化进程,降低孔隙率,提高复合材料的密实度。复合型外加剂具有减水和早强叠加效应,改善流动性的同时提高复合材料的强度,其3d、28d抗压强度可达37.44MPa、66.29MPa,分别提高了46.6%、18.4%。将无机早强剂与减水剂进行复合设计,既能发挥无机早强剂的良好早强效果,又能弥补早强剂后期强度的不足。
  • 汤凯;金哲;杨清香;张祥;陈志军;吕景文
    . 2015, 46(13): 24-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    通过改进的室温一步法制备了 MWCNTs/MOF-5 杂化材料,分别用 XRD、FT-IR、TEM、FESEM、比表面积和孔隙度分析仪对 MOF-5,MWCNTs/MOF-5 进行了表征和分析。结果表明:碳纳米管的引入对晶体结构的影响不大;复合方式为碳纳米管“穿插” MOF-5 的结构;MOF-5 和 MWCNTs/MOF-5 在 77 K 和 100 K Pa 下 N2 吸附量最大,分别为 873 cm-3/g,743 cm-3/g,比表面积(BET)分别为 2435 m2/g,1866 m2/g。
  • 张继国;王艳;戚大伟;方桂珍
    . 2015, 46(13): 25-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    以羟乙基纤维素(HEC)和聚乙烯亚胺(PEI)为原料,在水介质中,通过戊二醛进行交联,并包埋磁性Fe3O4,制备了磁性羟乙基纤维素-聚乙烯亚胺(Fe3O4-HEC-PEI)吸附材料。用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和震动样品磁强计(VSM)对Fe3O4-HEC-PEI吸附材料进行了表征,用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定了其对Pb(II)离子的吸附性能。表征结果说明,HEC和PEI成功交联,并对Fe3O4颗粒进行了包埋,Fe3O4-HEC-PEI的饱和磁化强度为52.59 A?m2/kg,其中的Fe3O4仍为单一相的反尖晶石型结构。吸附测试结果表明,Fe3O4-HEC-PEI对Pb(II)的吸附在120min达到平衡,吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附等温数据更好的符合Freundlich模型。Fe3O4-HEC-PEI吸附Pb(II)离子的Gibbs自由能变ΔG0<0,焓变ΔH0=-8.83kJ?mol-1,熵变ΔS0=-18.29J?mol-1?K-1,说明Fe3O4-HEC-PEI对Pb(II)离子的吸附是一个放热和熵减少的自发过程。