磁性納米材料的制備及其在污水處理中的應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，隨著工業(yè)化步伐的加快，我國(guó)的水資源污染越來(lái)越嚴(yán)重。在各種污染源中，重金屬離子因?yàn)榫哂胁荒茏孕薪到?、不易轉(zhuǎn)化、易于團(tuán)聚等特點(diǎn)而很容易通過(guò)各種渠道進(jìn)入人體，對(duì)人們的身體造成了極大的傷害，甚至威脅到人們的生命。為了凈化污水，人們正在積極的研究污水處理技術(shù)。磁性納米材料作為一種新型吸附材料，不僅具有較大的比表面積，而且其所具有特殊的磁學(xué)性能更易于吸附劑的分離與回收。因此，磁性納米吸附劑的性能將優(yōu)于普通的納米吸附劑。
　　本文采用水

2、熱法，以檸檬酸三鈉為配位劑，水合肼為還原劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下合成了一系列鎳鐵雙金屬顆粒，并通過(guò)XRD、VSM、TEM、TG-DTA對(duì)其進(jìn)行了表征，結(jié)果表明，鎳鐵的組成對(duì)所得產(chǎn)物結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)以及磁性具有調(diào)控作用，其中鎳鐵起始比為1∶1和1∶2所得產(chǎn)物具有超順磁性能。
　　為了提高磁性納米顆粒的穩(wěn)定性和吸附性能，本文采用硅酸鈉碳酸分解法制備出二氧化硅復(fù)合的磁性納米顆粒，并通過(guò)各種手段對(duì)該類磁性復(fù)合材料進(jìn)行了表征，研究表明，磁性顆粒外層有

3、二氧化硅，使其抗氧化性能明顯優(yōu)于未復(fù)合二氧化硅的顆粒。
　　將Fe3O4@SiO2和Ni2.33Fe兩種磁性顆粒應(yīng)用于對(duì)Ni2+的吸附，考察了不同組成顆粒、吸附劑用量、初始濃度、pH值以及溫度等因素對(duì)Ni2+吸附效果的影響。研究表明，F(xiàn)e3O4@SiO2對(duì)Ni2+的吸附效果優(yōu)于Ni2.33Fe吸附劑;Fe3O4@SiO2對(duì)Ni2+的平衡吸附量隨著初始濃度的增加而增大;在弱酸條件下，隨著pH值的升高而降低;在低于45℃時(shí)，平衡吸附量

4、會(huì)隨著溫度的升高而增加。研究還表明，F(xiàn)e3O4@SiO2和Ni2.33Fe吸附Ni2+均符合動(dòng)力學(xué)準(zhǔn)二級(jí)模型，熱力學(xué)Freundlich等溫模型，吸附過(guò)程主要受化學(xué)吸附控制。吸附劑可以重復(fù)利用，而且對(duì)Ni2+的吸附效果比較穩(wěn)定。
　　對(duì)吸附Cr(Ⅵ)吸附做了初步的探究，未復(fù)合二氧化硅的Ni2.33Fe磁性顆粒對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附效果更好，當(dāng)初始濃度為50 mg·L-1時(shí)，其平衡吸附量為8.040 mg·g-1。吸附過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力