磁性Fe3O4基納米復(fù)合材料的制備及其吸附性能研究.pdf

1、當(dāng)前水體污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，對(duì)水體污染的治理已刻不容緩。由于吸附法具有高效和簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，因而在水體污染治理方面應(yīng)用比較廣泛。但是吸附劑的分離和回收一直是實(shí)際應(yīng)用中的難點(diǎn)。近些年，磁性納米復(fù)合材料由于兼具磁響應(yīng)性，又能夠引入其他材料的功能特性，在新型材料領(lǐng)域備受關(guān)注。因此，本論文基于磁性納米復(fù)合材料的磁響應(yīng)和吸附功能，制備了Fe3O4@MgO和疏水型Fe3O4@SiO2納米復(fù)合材料。并以鉛離子和潤(rùn)滑油為重金屬和有機(jī)物污染代表，分別研究了所制

2、備納米復(fù)合材料的吸附性能。具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　?。?）采用化學(xué)共沉淀法合成了Fe3O4@MgO納米復(fù)合物。用TEM和XRD對(duì)樣品的物相和形貌結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，其顆粒平均尺寸為30 nm。用VSM和TGA分析出該納米復(fù)合物具有超順磁性和良好的穩(wěn)定性。通過(guò)改變吸附時(shí)間、溶液pH、吸附劑用量和初始Pb2+濃度等影響因素，研究了Fe3O4@MgO納米復(fù)合物對(duì)重金屬Pb2+的吸附性能。研究結(jié)果表明：Fe3O4@MgO納米復(fù)合物的吸附速

3、率較快，在50 min內(nèi)達(dá)到了吸附平衡；在pH為2-6的范圍內(nèi)，Pb2+的吸附效率隨著pH值的升高而逐漸增加，在pH值為6時(shí)達(dá)到最大吸附量；當(dāng)Pb2+濃度為200 mg/L，初始吸附劑的用量為300 mg/L時(shí)，樣品對(duì)Pb2+的吸附效率能達(dá)到99％以上；Fe3O4@MgO納米復(fù)合物對(duì)Pb2+最大吸附容量為711.5 mg/g。由動(dòng)力學(xué)模型和等溫吸附模型線(xiàn)性擬合可知，該吸附過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和Langmuir等溫吸附模型。
　

4、　（2）采用一步法制備了Fe3O4@SiO2納米復(fù)合物，經(jīng)疏水改性后，獲得超順磁性和超疏水性納米復(fù)合材料。使用SEM、XRD、FT-IR、TGA和VSM等分析測(cè)試手段對(duì)樣品進(jìn)行了表征分析。研究了疏水型Fe3O4@SiO2納米復(fù)合物對(duì)潤(rùn)滑油的吸附性能，著重分析了吸附時(shí)間和pH值對(duì)該材料的吸附性能的影響，并探究了該納米復(fù)合材料的循環(huán)使用性。結(jié)果表明：在pH為5-8范圍內(nèi)，該納米復(fù)合材料對(duì)潤(rùn)滑油有較好的吸附能力，在30 min內(nèi)就可以達(dá)到吸附