基于Fe3O4@SiO2納米磁性復合材料的環(huán)境應用.pdf

1、隨著工農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，有毒有害化學物質被源源不斷的排入生態(tài)系統(tǒng)，其中以有毒有害重金屬離子和有機污染物最為嚴重和典型。由于受到大眾的廣泛關注，處理技術也得到了不斷的發(fā)展和創(chuàng)新，然而由于成本的原因，很多行之有效的處理技術僅僅停留在實驗研究階段，所以降低成本是實現(xiàn)工業(yè)化的必經(jīng)之路。
　　水合二氧化錳是一種合成方法簡單、環(huán)境友好型的吸附劑，對重金屬離子具有良好的吸附效果；鈀納米顆粒作為一種納米級的貴金屬催化劑，對鹵代有機物催化脫鹵具有良好

2、的效果。這兩種材料一直以來都在環(huán)境污染物控制領域扮演著重要的角色，然而均存在著顆粒粒徑小、難以回收利用等難以突破的技術瓶頸，故兩種材料在實際廢水規(guī)模處理中難有建樹。本論文引入一種合成方法簡單，化學穩(wěn)定性強的納米磁性載體四氧化三鐵包裹二氧化硅(Fe3O4@SiO2)，成功將以上兩種功能性材料通過簡單的化學方法負載，得到分散穩(wěn)定的納米磁性復合材料。該磁性復合材料在外加磁場作用下容易實現(xiàn)固液分離和循環(huán)使用，此舉大大降低了應用成本，使其實際應用

3、成為可能。
　　對于Fe3O4@SiO2-MnO2，考察其對水體中Cu(II)、Cd(II)的吸附性能受pH、競爭離子、反應時間的影響。結果顯示：Fe3O4@SiO2-MnO2對Cu(II)、Cd(II)的吸附受pH影響很大，最適pH>6。該復合材料具有良好的選擇性，吸附速度極快，15 min基本達到吸附平衡。相比于Fe3O4NPs-MnO2在強酸性環(huán)境下具有更強的化學穩(wěn)定性，有利于酸性環(huán)境下的吸附劑再生。對于模擬廢水中Cu(II

4、)的去除具有良好的循環(huán)使用效果，對于Cd(II)的循環(huán)使用效果則不甚理想。
　　對于Fe3O4@SiO2-Pd，考察了其對于水體中三氯乙烯(TCE)的降解效果受pH、Cl-、溶解性有機物(DOM)的影響。結果顯示：Fe3O4@SiO2-Pd對三氯乙烯(TCE)的降解在pH4-10之間，基本不受影響，而高濃度的Cl-和DOM對降解效果都有較大的影響。由于Cl-的吸附導致的催化劑暫時性失活可以通過簡單的去離子水靜置再生，在八次再生循環(huán)