納米介孔鐵酸鹽的表面化學(xué)反應(yīng).pdf

1、鐵酸鹽是一類以Fe(Ⅲ)氧化物為主要成分的復(fù)合氧化物，它化學(xué)式為MFe2O4，其中M為2價(jià)金屬離子。它和天然礦石鎂鋁尖晶石具有同型的晶體結(jié)構(gòu)，屬于立方晶系。鐵酸鹽納米顆粒具有良好的磁性，催化降解，吸波性質(zhì)，高化學(xué)穩(wěn)定性以及成本低廉、制備方法簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，已漸漸被應(yīng)用到了靶向藥物傳輸、儲(chǔ)存信息、光催化降解、環(huán)境保護(hù)、催化合成、隱形材料和醫(yī)藥生物等諸多領(lǐng)域。由于傳統(tǒng)高溫固相燒結(jié)等方法制備出的尖晶石材料存在整體均一性較差，比表面積較小等缺點(diǎn)，因

2、此這類材料的使用受到了一定程度的限制。然而尖晶石型功能材料往往在很多方面表現(xiàn)出很多不同于一般材料的優(yōu)異性能，因此，急需要開發(fā)研究出更具有可應(yīng)用性和多功能性的新方法。另外目前人們對(duì)于尖晶石型礦物表面化學(xué)性質(zhì)的研究相對(duì)較少，而確定尖晶石鐵酸鹽的表面絡(luò)合平衡常數(shù)能夠?yàn)殚_發(fā)和使用這類材料提供理論基礎(chǔ)與指導(dǎo)，因此具有十分重要的意義。
　　本文以微波法制備出了CoFe2O4，ZnFe2O4，CuFe2O4三種納米介孔尖晶石，利用X-ray粉末

3、衍射儀(XRD)、Zeta電位測(cè)定、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)以及氮?dú)馕?脫附測(cè)試技術(shù)(BET)等技術(shù)對(duì)合成產(chǎn)物進(jìn)行了表征分析。結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)制備出的三種尖晶石鐵酸鹽均屬于介孔材料，它們擁有較大的比表面積以及一定量的孔容。
　　研究了丁基黃藥在三種尖晶石鐵酸鹽(CoFe2O4，ZnFe2O4，CuFe2O4)吸附類型，以及丁基黃藥溶液pH值對(duì)吸附效果的影響，并對(duì)吸附丁基黃藥吸附等溫線進(jìn)行模型模擬，發(fā)現(xiàn)三種尖晶石吸附丁基黃藥比較

4、符合BET吸附模型，丁基黃藥分子在鐵酸鹽表面的吸附過程均是多分子層吸附，之后我們對(duì)尖晶石鐵酸鹽光催化降解丁基黃藥的催化活性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，通過實(shí)驗(yàn)，我們知道尖晶石鐵酸鹽在可見光下可以加速氧化和分解丁基黃藥，CuFe2O4可以在50min內(nèi)把丁基黃藥降解完全，而ZnFe2O4在70 min內(nèi)降解完丁基黃藥，兩種尖晶石都加速了丁基黃藥的分解過程，降解產(chǎn)物主要是單硫代碳酸鹽和過黃藥。
　　利用連續(xù)在線原位ATR技術(shù)對(duì)合成的三種尖晶石鐵酸鹽吸

5、附丁基黃藥的過程進(jìn)行了實(shí)時(shí)分析研究，我們發(fā)現(xiàn)三種尖晶石鐵酸鹽都對(duì)丁基黃藥具有比較好的吸附效果，在110 min時(shí)間內(nèi)對(duì)丁基黃藥的吸附量分別達(dá)到140 mg·g-1、109 mg·g-1和117 mg·g-1，之后緊接著我們進(jìn)行了解吸實(shí)驗(yàn)，解吸量較少，因此我們認(rèn)為三種尖晶石鐵酸鹽對(duì)丁基黃藥的吸附是一種化學(xué)吸附，然后我們通過對(duì)吸附過程實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按照擬一級(jí)和擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了模擬，從而得知三種尖晶石鐵酸鹽對(duì)丁基黃藥的吸附過程更接近于擬二級(jí)動(dòng)