磁性金屬氧化物納米復合材料的制備及其對水中重金屬離子和染料的吸附性能研究.pdf

1、目前，水資源的短缺已經(jīng)成為全世界最普遍的問題之一。然而，更加不幸的是，隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，它們所排放的工業(yè)廢水使得水污染問題變得日趨嚴重。其中水溶液中的重金屬和有機染料的污染尤為引人關(guān)注，這是因為環(huán)境中存在的重金屬和有機染料，不論是對人類的健康還是對生態(tài)環(huán)境都是極為不利的。因此，有效地去除廢水中的重金屬和有機染料對于保護人類健康和修復生態(tài)環(huán)境都具有重要的意義。吸附法由于具有操作簡單、使用成本低以及吸附劑種類廣等優(yōu)點，而被廣泛的應用

2、在水污染治理方面，同時也取得了一定的效果。近年來，磁性材料由于具有優(yōu)異的磁性能而在眾多的吸附材料中脫穎而出。在本文中，主要通過不同的試驗方法合成三種不同的磁性金屬氧化物納米材料，并分別研究它們對水溶液中重金屬離子或染料的吸附性能，其主要內(nèi)容如下：
　　(1)以FeCl3·6H2O與Mn(CH3COO)2·4H2O為原材料，用乙二醇作為溶劑，通過簡易的水熱方法制備出MnFe2O4納米球;然后以葡萄糖作為碳源制備出MnFe2O4@C復

3、合材料。所制備材料的形貌和微觀結(jié)構(gòu)經(jīng)過SEM和TEM表征，其表征結(jié)果顯示MnFe2O4@C復合材料的形貌是直徑約為200-300nm的微球，且一層厚度約為3-5nm的碳層均勻的包覆在MnFe2O4微球的表面。同時還探究了MnFe2O4@C復合材料對水溶液中Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的吸附性能。實驗結(jié)果表明，當溶液pH為8時，MnFe2O4@C磁性吸附劑對Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的去除效率分別達到了93.9％和98.2％;此外，MnFe2O4@

4、C磁性吸附劑的再生性能研究結(jié)果顯示，在循環(huán)使用三次以后，MnFe2O4@C吸附劑對Cu(Ⅱ)，Pb(Ⅱ)的去除效率仍然可以達到80％和90％以上，相比于首次使用，其去除效率只有輕微的降低。
　　(2)以Zn(CH3COO)2·2H2O與FeCl3·6H2O為原料，乙二醇為溶劑水熱合成ZnFe2O4納米球;然后以苯胺作為碳源，在冰水浴的條件下反應，隨后再經(jīng)高溫煅燒，最終得到產(chǎn)物ZnFe2O4@C復合材料。對所合成的材料進行XRD、B

5、ET、FT-IR、VSM、Raman、SEM和TEM等測試。同時還研究了其對水溶液中的MB染料的吸附性能。分別考察了溶液的初始pH，MB初始濃度以及吸附時間等因素對吸附效果的影響。研究結(jié)果表明，ZnFe2O4@C磁性吸附劑能有效地去除水溶液中的MB，當溶液pH為7.5，MB濃度為5mg/L時，MB的去除效率達到了100％。此外，吸附等溫線更符合Langmuir吸附等溫式，且對MB的最大吸附量為70.5mg/g。
　　(3)以FeC

6、l3·6H2O為原料，以酚醛樹脂為碳源，通過水熱法制備出Fe3O4@C復合材料。對合成的材料進行了XRD、Raman、FT-IR、VSM、BET、SEM和TEM等表征。此外，還對Fe3O4@C復合材料對水溶液中的MB染料的吸附性能進行了研究。在吸附試驗中，分別考察了溶液的初始pH，吸附劑用量，MB初始濃度以及吸附時間等因素對吸附效果的影響。研究結(jié)果顯示，在溶液pH為7時，MB的去除效率高達99％，其對MB的最大吸附量為69.9mg/g。