Fe3O4-Ni-Fe-LDHs復(fù)合材料的制備及吸附性能研究.pdf

1、本文采用水熱法和溶劑熱法分別制備了鎳鐵雙金屬氫氧化物（Ni-Fe-LDHs）和Fe3O4/Ni-Fe-LDHs復(fù)合材料，研究不同的工藝條件對 Ni-Fe-LDHs和Fe3O4/Ni-Fe-LDHs復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、結(jié)晶性、形貌、磁性能和吸附性能及吸附規(guī)律的影響，對廢水中有機(jī)染料的去除提供理論依據(jù)和實(shí)際意義。
　　1.采用水熱法制備了Ni-Fe-LDHs，通過控制反應(yīng)條件如鎳鐵比、檸檬酸三鈉濃度、反應(yīng)時(shí)間和溫度等制備了不同結(jié)晶性和形貌

2、的Ni-Fe-LDHs材料。初步探討了這些反應(yīng)條件的作用規(guī)律。在制備過程中，還得到一種層狀結(jié)構(gòu)的Ni3(NO3)3(OH)4。實(shí)驗(yàn)表明鎳鐵比和檸檬酸三鈉濃度在Ni-Fe-LDHs的形成過程起到重要作用，鎳鐵比為2:1，檸檬酸三鈉濃度為0.25 mmo l/L時(shí)，制得了結(jié)晶性良好，具有片狀結(jié)構(gòu)的Ni-Fe-LDHs；不添加檸檬酸三鈉或增加鎳鐵比，只能得到結(jié)晶性和磁性能較差的Ni-Fe-LDHs，并有些團(tuán)聚。延長反應(yīng)時(shí)間或升高反應(yīng)溫度，有N

3、 i(OH)2雜質(zhì)相生成，不利于制備單一物相的Ni-Fe-LDHs。
　　2.采用溶劑熱法和水浴法分別制備了Fe3O4/Ni-Fe-LDHs復(fù)合材料，初步探討了反應(yīng)條件如鎳鐵比、堿的種類和濃度、絡(luò)合劑的種類和濃度、溶劑的種類及反應(yīng)時(shí)間對Fe3O4/Ni-Fe-LDHs復(fù)合材料生長和磁性能的作用規(guī)律。
　　使用尿素為堿，甲醇為溶劑和檸檬酸三鈉為絡(luò)合劑有利于 Fe3O4/Ni-Fe-LDHs復(fù)合材料的結(jié)晶性和磁性能的提高。尿素在

4、反應(yīng)中提供 OH-，以及檸檬酸三鈉與 Fe3+絡(luò)合，有利于控制反應(yīng)速度，促進(jìn) Fe3O4/Ni-Fe-LDHs復(fù)合材料的生長。實(shí)驗(yàn)表明，NaOH（或 HMT）作為堿、或水為溶劑或者改變絡(luò)合劑的種類（酒石酸鉀鈉），F(xiàn)e3O4/Ni-Fe-LDHs復(fù)合材料的結(jié)晶性和磁性能都會(huì)降低。鎳鐵比升高，F(xiàn)e3O4/Ni-Fe-LDHs復(fù)合材料的結(jié)晶性升高，但是形貌沒有明顯改變，都是由片構(gòu)成的花狀結(jié)構(gòu)。
　　不同反應(yīng)條件制備的Fe3O4/Ni-F

5、e-LDHs復(fù)合材料有較低的矯頑力，低剩磁，表現(xiàn)為順磁性。樣品中鐵含量，結(jié)晶性和反應(yīng)過程絡(luò)合劑的絡(luò)合能力不同等因素造成飽和磁化強(qiáng)度不同。鎳鐵比較低時(shí)（2:1），F(xiàn)e3O4/Ni-Fe-LDHs有較高的飽和磁化強(qiáng)度；由于Ni2+與HMT有較強(qiáng)的絡(luò)合作用，導(dǎo)致以HMT為堿制備的樣品的飽和磁化強(qiáng)度高許多；以檸檬酸三鈉為絡(luò)合劑，F(xiàn)e3O4/Ni-Fe-LDHs表現(xiàn)出較高的飽和磁化強(qiáng)度。
　　3.以甲基橙和亞甲基藍(lán)兩種不同離子型的有機(jī)染料為

6、研究對象，研究Ni-Fe-LDHs、LDO和Fe3O4/Ni-Fe-LDHs復(fù)合材料對有機(jī)染料的吸附規(guī)律，探討了樣品制備條件如鎳鐵比、復(fù)合條件對其吸附效果的影響規(guī)律。結(jié)果表明，三種樣品對甲基橙和亞甲基藍(lán)的吸附是一種多層吸附過程，都符合Fre und lic h等溫吸附模型。但是三種樣品的吸附機(jī)理不同，對兩種染料表現(xiàn)出不同的吸附效果，Ni-Fe-LDHs主要通過離子交換吸附，LDO通過結(jié)構(gòu)重建過程進(jìn)行吸附，兩者對亞甲基藍(lán)表現(xiàn)出較好的吸附容