功能化Fe3O4微納米結(jié)構(gòu)的合成及其吸附Cr (Ⅵ)的研究.pdf

1、由于四氧化三鐵（Fe3O4）材料具有良好的生物相容性、獨(dú)特的磁學(xué)性能，因此在許多領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景，例如磁記錄材料、吸波材料、催化劑載體材料、磁流體材料、磁共振成像、磁儲存介質(zhì)材料以及藥物載體等，并且在重金屬廢水處理等環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用。
　　本文采用水熱法制備出不同形貌的四氧化三鐵微納米顆粒；利用溶劑熱法合成出不同粒徑尺寸的四氧化三鐵微納米顆粒，并選擇顆粒粒徑均勻、分散性好的樣品為吸附劑，探究其對水溶液中Cr(Ⅵ

2、)的吸附作用及吸附機(jī)理。
　　本文的主要內(nèi)容包括：
　　(1)不同形貌四氧化三鐵晶粒的合成及性能研究
　　采用水熱法以硫酸亞鐵、醋酸鈉為原料，以三乙醇胺（TEA）為添加劑，制備出不同形貌Fe3O4微粒，并通過X射線衍射（XRD）、掃描電鏡（SEM）、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)（VSM）等測試手段對其進(jìn)行表征。該實(shí)驗(yàn)過程中，F(xiàn)e3O4顆粒的形貌可以簡單地通過改變TEA與醋酸鈉的用量來進(jìn)行調(diào)整。實(shí)驗(yàn)表明，以三乙醇胺單獨(dú)作為堿源，合成了

3、類似立方體結(jié)構(gòu)的四氧化三鐵納米顆粒，平均粒徑約50nm左右；當(dāng)三乙醇胺的添加量一定時(shí)，逐步增加醋酸鈉的含量，導(dǎo)致溶液中OH-濃度增高，四氧化三鐵的形貌由直徑700nm類似球形結(jié)構(gòu)演變?yōu)榱郊s1.5μm的八面體結(jié)構(gòu)，繼而轉(zhuǎn)變?yōu)槠骄?μm左右的截角截棱八面體，最后形成直徑約為30nm的納米球形。通過OH-離子在不同晶面的選擇性吸附探究四氧化三鐵形貌演變機(jī)理。
　　(2)不同尺寸四氧化三鐵微球的合成及其吸附性能的研究
　　采用

4、溶劑熱法，以氯化鐵、醋酸鈉為原料，三乙醇胺為添加劑，合成出不同粒徑尺寸的四氧化三鐵微球。利用XRD、SEM、TEM、FT-IR及VSM等測試手段對產(chǎn)品的晶體結(jié)構(gòu)、形貌等性能進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在制備過程中隨著三乙醇胺含量的增加，四氧化三鐵微球的粒徑逐漸減小。并以粒徑均勻且水溶液中分散較好的樣品為吸附劑，探究其對Cr(Ⅵ)離子的吸附性能?？疾煳竭^程中溫度、pH、Cr(Ⅵ)離子初始濃度等影響因素對Fe3O4納米粒子吸附性能的影響，探究

5、Fe3O4納米粒子對水中Cr(Ⅵ)的等溫吸附方程以及吸附機(jī)理。結(jié)果表明，F(xiàn)e3O4納米粒子吸附Cr(Ⅵ)最佳pH值為2.0，吸附60min后吸附量達(dá)到平衡；隨著Cr(Ⅵ)初始濃度的增加，F(xiàn)e3O4納米粒子對Cr(Ⅵ)離子的吸附量也逐漸增加并趨于飽和，其飽和吸附量為56.6mg/g；隨著溶液溫度的增加吸附量有明顯的增大現(xiàn)象。對吸附數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合表明，該吸附過程符合Langmuir等溫吸附模型。通過對吸附Cr(Ⅵ)離子之后的樣品進(jìn)行XRD、X