Fe3O4納米粒子制備及其對水溶液中Cr(Ⅵ)和Mn(Ⅱ)去除機制的研究.pdf

1、具有超順磁性的Fe3O4納米粒子由于其獨特的物理化學(xué)性質(zhì)及生物兼容性，在重金屬廢水污染治理中展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。本文擬對Fe3O4納米粒子的制備及其對水溶液中Cr(Ⅵ)和Mn(Ⅱ)的吸附作用機制進行研究。
　　 通過改進的水解法制備出形態(tài)規(guī)則、分布均勻的Fe3O4納米粒子，利用XRD、TEM、SEM、FTIR和VSM等對產(chǎn)品進行形貌、物性的表征。制備過程中未加入任何表面活性劑，采用改變攪拌速度及控制反應(yīng)溫度的方法制備出平均粒徑

2、在10 nm左右的納米粒子。在制備過程中引入外加靜磁場，在磁場強度為0.30T的靜磁場下成功制備了一維棒狀Fe3O4納米粒子，測試表明，長度為100 nm～150 nm，直徑10 nm左右，VSM測定表明仍具有超順磁性。
　　 以Fe3O4納米粒子為吸附劑處理含Cr(Ⅵ)廢水，主要考察吸附過程中各影響因素對Fe3O4納米粒子去除水溶液中Cr(Ⅵ)的影響，分析兩種不同動力學(xué)反應(yīng)機制，探討吸附反應(yīng)歷程。結(jié)果表明，較低pH值有利于Cr

3、(Ⅵ)去除；離子強度對去除過程基本無影響；帶電荷較多的陰離子如SO42-不利于Cr(Ⅵ)去除；對吸附動力學(xué)模擬結(jié)果表明本文提出的“吸附-反應(yīng)動力學(xué)機制”要優(yōu)于經(jīng)典的反應(yīng)動力學(xué)機制；通過FTIR和XPS圖譜分析表明，F(xiàn)e3O4納米粒子吸附Cr(Ⅵ)的過程中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。
　　 以Fe3O4納米粒子為吸附劑處理含Mn(Ⅱ)廢水，主要考察吸附過程中各影響因素對Fe3O4納米粒子去除水溶液中Mn(Ⅱ)的影響。結(jié)果表明，較高pH值有

4、利于Mn(Ⅱ)吸附，而離子強度對吸附過程基本無影響。通過利用經(jīng)驗?zāi)Ｊ街蠰angmuir模型、Freundlich模型和機制模式中表面絡(luò)合模型的對比研究Fe3O4納米粒子吸附Mn(Ⅱ)的吸附模型，模擬結(jié)果表明，采用表面絡(luò)合模型能更準(zhǔn)確模擬Fe3O4納米粒子吸附Mn(Ⅱ)過程。
　　 以Fe3O4納米粒子為吸附劑處理含Cr(Ⅵ)和Mn(Ⅱ)的廢水，通過預(yù)先吸附法和同時吸附法兩種方式來考察水溶液中Mn(Ⅱ)影響Cr(Ⅵ)的去除過程，主