氧化鐵基磁性微球的制備及其吸附性能的研究.pdf

1、近年來，吸附方法已成功應(yīng)用于廢水、廢氣的處理方面，受到了廣大研究學(xué)者的青睞。具有大比表面積分級多孔結(jié)構(gòu)的材料一直是吸附劑的最佳選擇。其中生物材料廣泛存在于自然界中，價格便宜，具有天然多孔結(jié)構(gòu)，這種天然的孔結(jié)構(gòu)在處理后的煅燒過程中可以保持下來，不會被破壞。此外水滑石（LDH）具有比表面積較高、熱穩(wěn)定性良好、層間陰離子可交換等性能，可以作為吸附劑從而被人們廣泛使用。然而這兩類材料同樣存在使用后難回收的問題。所以我們將氧化鐵引入到這兩類材料中

2、，得到的吸附劑不僅具有大比表面積分級多孔的結(jié)構(gòu)，而且還具有磁性和良好的吸附性能。具體內(nèi)容總結(jié)如下：
　　1、采用松花粉為生物模板，制備γ-Fe2O3磁性微球，然后以γ-Fe2O3為載體分散在Mg前驅(qū)體溶液中，用水熱法合成MgFe2O4/γ-Fe2O3。通過SEM、TEM、IR、XRD、Raman、比表面積等分析測試手段，對 MgFe2O4/γ-Fe2O3的微觀形貌結(jié)構(gòu)、物理性能進(jìn)行表征，并研究了MgFe2O4/γ-Fe2O3對剛果

3、紅溶液和米諾環(huán)素溶液的吸附性能。SEM照片顯示， MgFe2O4/γ-Fe2O3基本保持了原花粉的微觀形貌。XRD、IR、Raman等分析表明， MgFe2O4/γ-Fe2O3已成功合成。MgFe2O4/γ-Fe2O3比γ-Fe2O3具有更高的比表面積和更大的孔體積。對MgFe2O4/γ-Fe2O3和γ-Fe2O3進(jìn)行了剛果紅（CR）和米諾環(huán)素（MC）的吸附動力學(xué)實(shí)驗(yàn)和吸附等溫實(shí)驗(yàn)。吸附實(shí)驗(yàn)表明，制備的磁性微球顯示出優(yōu)異的吸附性能，最大

4、吸附量分別達(dá)到了259.1 mg/g和200.8 mg/g，吸附剛果紅溶液和米諾環(huán)素溶液的吸附動力學(xué)和吸附等溫的過程都符合偽二級動力學(xué)模型和 Langmuir模型，并且吸附過程都是自發(fā)的吸熱反應(yīng)，吸附完的試樣可以用甲醇或氫氧化鈉進(jìn)行再生，并且可以很容易的從溶液中進(jìn)行磁性分離。剛果紅的吸附機(jī)理是氫鍵形成和靜電吸引綜合作用的結(jié)果，米諾環(huán)素的吸附機(jī)理是化學(xué)吸附。
　　2、用溶劑熱法制備 Fe3O4磁性微球，然后以 Fe3O4為載體用共沉

5、淀法合成了Fe3O4@MgAl-LDH磁性微球。通過SEM、TEM、IR、XRD、比表面積等分析測試手段，對材料的微觀形貌結(jié)構(gòu)、物理性能進(jìn)行表征，并研究了它們對剛果紅溶液的吸附性能。XRD、IR等分析表明，F(xiàn)e3O4@MgAl-LDH磁性微球已成功合成。SEM照片顯示， MgAl-LDH的ab面垂直/傾斜/平行生長在Fe3O4磁性微球上，形成了一種3D開放型的結(jié)構(gòu)。對Fe3O4、MgAl-LDH和Fe3O4@MgAl-LDH這三種吸附劑

6、進(jìn)行了剛果紅的吸附動力學(xué)實(shí)驗(yàn)和吸附等溫實(shí)驗(yàn)。吸附實(shí)驗(yàn)表明，制備的 Fe3O4@MgAl-LDH磁性微球顯示出優(yōu)異的吸附性能，最大吸附量達(dá)到了813.0 mg/g。吸附過程符合偽二級動力學(xué)模型和Langmuir模型，并且吸附過程都是自發(fā)的吸熱反應(yīng)，試樣可以用甲醇進(jìn)行重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，并且可以很容易的從溶液中進(jìn)行磁性分離回收利用。剛果紅的吸附機(jī)理是靜電吸引和陰離子交換綜合作用的結(jié)果。
　　因此，合成的氧化鐵基磁性微球是一種綠色、高效、可快速