生物模板法制備尖晶石吸附劑及其性能研究.pdf

1、磁性材料引起各領(lǐng)域的研究人員的極大興趣，包括磁流體，催化，生物技術(shù)/生物醫(yī)學(xué)，磁共振成像，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，和環(huán)境治理等廣泛領(lǐng)域。大量文獻(xiàn)已報(bào)道磁性材料的合成、保護(hù)、功能化和應(yīng)用，以及其磁特性。然而，某些磁性納米材料由于其體積小，容易聚集在一起;因?yàn)楸砻婊钚允顾鼈冏兊貌环€(wěn)定，并具有粒度分布較寬等缺點(diǎn)。因此有必要研究獲得窄的粒度分布、性能穩(wěn)定的磁性材料。磁性材料的另一個(gè)潛在的應(yīng)用是利用它們作為有機(jī)染料和無機(jī)材料去除劑，由于它們具有磁性，在外磁場作

2、用下可以快速回收，并且可以重復(fù)利用。本論文研究了尖晶石材料的合成及其應(yīng)用。主要內(nèi)容如下兩部分:
　　一、利用蛋膜為模板合成了鐵氧體材料MgFe2O4，并分析了它對酸性品紅(AF)的吸附能力。通過掃描電鏡(SEM)和能譜(EDS)分析發(fā)現(xiàn)MgFe2O4吸附劑是由納米小顆粒構(gòu)成的，具有網(wǎng)絡(luò)狀，比表面積為26.1m2/g。全面的比較和分析尖晶石鐵氧體納米晶體對AF的吸附能力。MgFe2O4納米材料對于污水中的AF具有非常高的移除能力，在

3、三十小時(shí)內(nèi)幾乎能全部去除溶液中AF。對于初始濃度為200mg·L-1的AF溶液，最大吸附量可達(dá)1923.7mg·g-1。由Langmuir等溫模型計(jì)算出，MgFe2O4對AF的最大吸附能力為12870mg·g-1。MgFe2O4納米粒子具有高的飽和磁化強(qiáng)度(47.898emu·g-1)，使得在負(fù)載了AF后能夠快速的從懸浮液中進(jìn)行磁分離。由于在AF的去除過程中多孔結(jié)構(gòu)能夠促進(jìn)吸附質(zhì)的流動(dòng)促進(jìn)吸附，MgFe2O4的協(xié)同作用有利于增強(qiáng)對AF的

4、移除能力。通過可見紫外吸收光譜(UV-Vis)，和紅外吸收光譜(FTIR)對吸附產(chǎn)物的分析，提出了MgFe2O4材料對AF移除的可能吸附機(jī)制。利用MgFe2O4材料可以減少處理時(shí)間、高效的移除污水中的染料，同時(shí)其合成方法簡單、低成本和無污染。
　　二、利用蠶絲為模板合成了鐵氧體材料CuFe2O4，并吸附了它對鎳離子(Ni2+)的吸附能力。通過掃描電鏡(SEM)和能譜(EDS)分析發(fā)現(xiàn)CuFe2O4吸附劑是由納米小顆粒構(gòu)成的，具有纖

5、維多孔狀，比表面積為48.46 m2/g。全面的比較和分析鐵氧體納米晶體對Ni2+的吸附能力。CuFe2O4納米材料對于污水中的Ni2+具有較好的移除能力。對于初始濃度為80μg·mL-1的Ni2+溶液，最大吸附能力可達(dá)33.5909mg·g-1。由Langmuir等溫模型計(jì)算出，CuFe2O4對Ni2+的最大吸附能力為36.3714mg·g-1。CuFe2O4納米粒子具有高的飽和磁化強(qiáng)度(11.384emu·g-1)，使得在負(fù)載了Ni