水鐵礦納米帶的制備及去除Cr(Ⅵ)的研究.pdf

1、納米尺寸的鐵氧化物因其具有高比表面積，在去除水中重金屬中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。但其本身易團聚的特性影響了其對重金屬的去除效果。本文以合成一種低成本且相對不易團聚的鐵氧化物為目的，利用帶狀形貌的物體相對不易團聚的特性，以帶狀氫氧化鎂硫酸鹽水合物為模板，使其和鐵鹽進行置換反應得到帶狀鐵氧化物，并對該鐵氧化物吸附去除Cr(Ⅵ)進行研究。
　　首先在實驗室中參考以往文獻所用方法合成出氫氧化鎂硫酸鹽水合物納米帶。分別就合成過程中乙醇的使用比例、

2、溶液中硫酸鎂濃度、合成反應時的溫度與時間等因素對合成物的影響進行了研究，制各出低成本的帶狀結構的氫氧化鎂硫酸鹽水合物。通過XRD和SEM的表征，證明了合成產物是氫氧化鎂硫酸鹽水合物(5Mg(OH)2·MgSO4·3H2O)，形貌為帶狀。
　　然后合成水鐵礦納米帶。利用置換反應的原理使氫氧化鎂硫酸鹽水合物納米帶和鐵鹽反應生成帶狀的水鐵礦納米帶。分別考察了合成條件中的鐵鹽種類、鐵鹽和氫氧化鎂硫酸鹽水合物納米帶的投加比例、水和乙醇的比例

3、、合成所需時間等參數的影響。對合成產物進行XRD、SEM表征以及比表面積、零點電位的測定，結果證明了:合成產物是水鐵礦(Fe5HO8·4H2O);形貌為帶狀，具體尺寸為:寬度在50～200nm之間，厚度為10～50nm，長度可達幾十微米;BET比表面積為45.23m2/g; Zeta電位零點出現(xiàn)在pH=8左右。
　　接著進行了水鐵礦納米帶去除Cr(Ⅵ)的吸附實驗。著重考察了吸附時間、pH值對水鐵礦納米帶吸附去除Cr(Ⅵ)的影響，研

4、究了水鐵礦納米帶合成后放置一段時間其吸附性能的有效性以及單獨氫氧化鎂硫酸鹽水合物納米帶模板對Cr(Ⅵ)的吸附效果。結果表明，水鐵礦納米帶對Cr(Ⅵ)的吸附反應非常迅速，在酸性環(huán)境下有較好吸附效果。合成物放置一段時間后吸附效果保持不變，鎂模板對Cr(Ⅵ)幾乎沒有吸附效果。當溶液pH值為4、環(huán)境溫度為室溫時，水鐵礦納米帶對水中Cr(Ⅵ)的最大吸附容量可達47.17 mg/g。
　　最后研究了水鐵礦納米帶去除Cr(Ⅵ)的動力學模型、熱力