Fe3O4@PPy-PPy和ZnFe2O4-rGO-PAA磁性復(fù)合材料的制備及對(duì)鉛離子的吸附.pdf

1、近年來(lái)重金屬污染事件頻發(fā)（尤其是鉛污染事件），迫切需要研究一種價(jià)格低廉、易分離、吸附效果好并可循環(huán)使用的新型吸附材料。吸附材料與磁性材料復(fù)合而成的磁性復(fù)合材料，不僅能有效地吸附水體中的重金屬離子，還能利用磁分離技術(shù)實(shí)現(xiàn)吸附劑的循環(huán)使用。本文采用簡(jiǎn)單易行、綠色低毒的方法，制備了幾種磁性復(fù)合材料，并研究了其對(duì)水體中Pb(Ⅱ)的吸附行為，主要包含以下內(nèi)容:
　　(1)首先，通過(guò)溶劑熱法合成了Fe3O4磁性納米粒子，在Fe3O4的存在下，

2、再采用原位化學(xué)聚合法成功制備了一種新型結(jié)構(gòu)的Fe3O4@PPy/PPy復(fù)合材料，即核殼結(jié)構(gòu)的Fe3O4@PPy磁性粒子鑲嵌在了PPy膜上。探討了氧化劑Fe3+和過(guò)硫酸銨(APS)的用量對(duì)所合成材料形貌的影響。Fe3O4@PPy/PPy的磁滯回線(xiàn)表明它具有超順磁性，其飽和磁化強(qiáng)度為17.27 emu/g。
　　(2)研究了Fe3O4@PPy/PPy對(duì)Pb(Ⅱ)的吸附性能。探討了影響Pb(Ⅱ)吸附效果的因素（如溶液初始pH值、初始濃度

3、、接觸時(shí)間和溫度），并用吸附動(dòng)力學(xué)、吸附等溫線(xiàn)和吸附熱力學(xué)方程分析了其吸附機(jī)理，同時(shí)考察了Fe3O4@PPy/PPy循環(huán)使用情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:Fe3O4@PPy/PPy對(duì)Pb(Ⅱ)的吸附量與pH有關(guān);Fe3O4@PPy/PPy對(duì)Pb(Ⅱ)的吸附符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和Langmuir等溫模型，其吸附過(guò)程是自發(fā)吸熱;經(jīng)過(guò)5次循環(huán)使用之后，F(xiàn)e3O4@PPy/PPy對(duì)Pb(Ⅱ)吸附量基本保持不變，說(shuō)明Fe3O4@PPy/PPy復(fù)合材料是一種

4、成本低、可重復(fù)使用的、環(huán)境友好型的Pb(Ⅱ)吸附材料。
　　(3)通過(guò)一步溶劑熱法合成了ZnFe2O4/PAA、ZnFe2O4/rGO和ZnFe2O4/rGO/PAA復(fù)合材料。ZnFe2O4/PAA、ZnFe2O4/rGO和ZnFe2O4/rGO/PAA的磁滯回線(xiàn)表明它們具有超順磁性，其磁飽和強(qiáng)度分別為53.70 emu/g，45.67 emu/g和41.22 emu/g。
　　(4)研究了ZnFe2O4/PAA、ZnFe2

5、O4/rGO和ZnFe2O4/rGO/PAA對(duì)Pb(Ⅱ)的吸附性能，并探究了初始pH值、初始濃度、接觸時(shí)間和溫度對(duì)吸附容量的影響，并用吸附動(dòng)力學(xué)、吸附等溫線(xiàn)和吸附熱力學(xué)方程分析了其吸附機(jī)理。研究表明:在這三種吸附材料中ZnFe2O4/rGO/PAA對(duì)Pb(Ⅱ)的吸附效果最好。通過(guò)考察ZnFe2O4/rGO/PAA復(fù)合材料的循環(huán)使用情況，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)5次循環(huán)使用之后，ZnFe2O4/rGO/PAA對(duì)Pb(Ⅱ)的吸附率仍達(dá)到90％以上，說(shuō)明Zn