多孔磁性氧化物納米顆粒的合成、表面調(diào)控及其表面吸附性質(zhì)研究.pdf

1、磁性納米顆粒因其具有良好的吸附性能以及磁分離、磁場(chǎng)中定向移動(dòng)等特性，在環(huán)境污染治理和納米藥物載體等領(lǐng)域展現(xiàn)出良好的潛在應(yīng)用前景。從磁性納米顆粒在水污染處理領(lǐng)域的應(yīng)用出發(fā)，設(shè)計(jì)合成了一系列具有良好吸附性能的多孔磁性氧化物。以所合成的多孔磁性氧化物為吸附劑，研究了其對(duì)偶氮染料及重金屬離子等一系列污染物的吸附性能。探討了影響吸附量的若干重要因素，如吸附時(shí)間、pH、離子強(qiáng)度、溫度等。并根據(jù)吸附過(guò)程中的熱、動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，提出了相應(yīng)的吸附機(jī)理。論文的

2、主要內(nèi)容包括：
　　(1)通過(guò)簡(jiǎn)單的兩步反應(yīng)合成了磁分離型鐵氧體 Ni0.6Fe2.4O4以及Co0.6Fe2.4O4納米顆粒。研究了Ni0.6Fe2.4O4對(duì)剛果紅，Co0.6Fe2.4O4對(duì)Pb2+的吸附性能，結(jié)果顯示所得材料對(duì)水體污染物具有良好的移除能力。研究了pH值、離子強(qiáng)度、溫度和吸附時(shí)間等因素對(duì)吸附性能的影響。結(jié)果表明，剛果紅在Ni0.6Fe2.4O4以及Pb2+在Co0.6Fe2.4O4上的動(dòng)力學(xué)過(guò)程，符合準(zhǔn)二級(jí)吸附

3、動(dòng)力學(xué)過(guò)程。剛果紅在Ni0.6Fe2.4O4上的吸附隨著溫度的增加而降低，而 Pb2+在Co0.6Fe2.4O4上的吸附隨著溫度的升高而增大。通過(guò)對(duì)熱力學(xué)參數(shù)(ΔH°,ΔS°,ΔG°)進(jìn)行計(jì)算可知?jiǎng)偣t在Ni0.6Fe2.4O4上的吸附以及Pb2+在Co0.6Fe2.4O4上的吸附都是熱力學(xué)自發(fā)過(guò)程。剛果紅在Ni0.6Fe2.4O4吸附作用機(jī)制為靜電引力，而Pb2+在Co0.6Fe2.4O4上的吸附作用機(jī)制屬于離子交換。
　　(2

4、)以α-Fe2O3為起始原料，通過(guò)簡(jiǎn)單的碳熱反應(yīng)，制備了C/Fe3O4復(fù)合材料。與磁性氧化鐵相比，α-Fe2O3是一種更加容易得到的原料。我們利用海藻酸鈉輔助法，以具有不同形貌的α-Fe2O3為原料，合成了兩種具有不同形貌的C/Fe3O4復(fù)合吸附劑。該方法具有普適性，利用市售的α-Fe2O3作為原料，通過(guò)該方法同樣可以得到C/Fe3O4復(fù)合吸附劑。對(duì)該系列吸附劑的形貌、尺寸以及比表面積等微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。研究了溫度和吸附時(shí)間等因素對(duì)幾