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(tuán)聚的特性影響了其對(duì)重金屬的去除效果。本文以合成一種低成本且相對(duì)不易團(tuán)聚的鐵氧化物為目的，利用帶狀形貌的物體相對(duì)不易團(tuán)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(jìn)行置換反應(yīng)得到帶狀鐵氧化物，并對(duì)該鐵氧化物吸附去除Cr(Ⅵ)進(jìn)行研究。
　　首先在實(shí)驗(yàn)室中參考以往文獻(xiàn)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(guò)程中乙醇的使用比例、

2、溶液中硫酸鎂濃度、合成反應(yīng)時(shí)的溫度與時(shí)間等因素對(duì)合成物的影響進(jìn)行了研究，制各出低成本的帶狀結(jié)構(gòu)的氫氧化鎂硫酸鹽水合物。通過(guò)XRD和SEM的表征，證明了合成產(chǎn)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(yīng)的原理使氫氧化鎂硫酸鹽水合物納米帶和鐵鹽反應(yīng)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(shí)間等參數(shù)的影響。對(duì)合成產(chǎn)物進(jìn)行XRD、SEM表征以及比表面積、零點(diǎn)電位的測(cè)定，結(jié)果證明了:合成產(chǎn)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(zhǎng)度可達(dá)幾十微米;BET比表面積為45.23m2/g; Zeta電位零點(diǎn)出現(xiàn)在pH=8左右。
　　接著進(jìn)行了水鐵礦納米帶去除Cr(Ⅵ)的吸附實(shí)驗(yàn)。著重考察了吸附時(shí)間、pH值對(duì)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(shí)間其吸附性能的有效性以及單獨(dú)氫氧化鎂硫酸鹽水合物納米帶模板對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附效果。結(jié)果表明，水鐵礦納米帶對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附反應(yīng)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(shí)間后吸附效果保持不變，鎂模板對(duì)Cr(Ⅵ)幾乎沒(méi)有吸附效果。當(dāng)溶液pH值為4、環(huán)境溫度為室溫時(shí)，水鐵礦納米帶對(duì)水中Cr(Ⅵ)的最大吸附容量可達(dá)47.17 mg/g。
　　最后研究了水鐵礦納米帶去除Cr(Ⅵ)的動(dòng)力學(xué)模型、熱力