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

1、具有超順磁性的Fe3O4納米粒子由于其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)及生物兼容性，在重金屬?gòu)U水污染治理中展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。本文擬對(duì)Fe3O4納米粒子的制備及其對(duì)水溶液中Cr(Ⅵ)和Mn(Ⅱ)的吸附作用機(jī)制進(jìn)行研究。
　　 通過(guò)改進(jìn)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(duì)產(chǎn)品進(jìn)行形貌、物性的表征。制備過(guò)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(guò)程中引入外加靜磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.30T的靜磁場(chǎng)下成功制備了一維棒狀Fe3O4納米粒子，測(cè)試表明，長(zhǎng)度為100 nm～150 nm，直徑10 nm左右，VSM測(cè)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(guò)程中各影響因素對(duì)Fe3O4納米粒子去除水溶液中Cr(Ⅵ)的影響，分析兩種不同動(dòng)力學(xué)反應(yīng)機(jī)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(qiáng)度對(duì)去除過(guò)程基本無(wú)影響；帶電荷較多的陰離子如SO42-不利于Cr(Ⅵ)去除；對(duì)吸附動(dòng)力學(xué)模擬結(jié)果表明本文提出的“吸附-反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)制”要優(yōu)于經(jīng)典的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)制；通過(guò)FTIR和XPS圖譜分析表明，F(xiàn)e3O4納米粒子吸附Cr(Ⅵ)的過(guò)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(guò)程中各影響因素對(duì)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(qiáng)度對(duì)吸附過(guò)程基本無(wú)影響。通過(guò)利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ街蠰angmuir模型、Freundlich模型和機(jī)制模式中表面絡(luò)合模型的對(duì)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(guò)程。
　　 以Fe3O4納米粒子為吸附劑處理含Cr(Ⅵ)和Mn(Ⅱ)的廢水，通過(guò)預(yù)先吸附法和同時(shí)吸附法兩種方式來(lái)考察水溶液中Mn(Ⅱ)影響Cr(Ⅵ)的去除過(guò)程，主