Fe3O4@PPy-PPy和ZnFe2O4-rGO-PAA磁性復合材料的制備及對鉛離子的吸附.pdf

1、近年來重金屬污染事件頻發(fā)（尤其是鉛污染事件），迫切需要研究一種價格低廉、易分離、吸附效果好并可循環(huán)使用的新型吸附材料。吸附材料與磁性材料復合而成的磁性復合材料，不僅能有效地吸附水體中的重金屬離子，還能利用磁分離技術實現吸附劑的循環(huán)使用。本文采用簡單易行、綠色低毒的方法，制備了幾種磁性復合材料，并研究了其對水體中Pb(Ⅱ)的吸附行為，主要包含以下內容:
　　(1)首先，通過溶劑熱法合成了Fe3O4磁性納米粒子，在Fe3O4的存在下，

2、再采用原位化學聚合法成功制備了一種新型結構的Fe3O4@PPy/PPy復合材料，即核殼結構的Fe3O4@PPy磁性粒子鑲嵌在了PPy膜上。探討了氧化劑Fe3+和過硫酸銨(APS)的用量對所合成材料形貌的影響。Fe3O4@PPy/PPy的磁滯回線表明它具有超順磁性，其飽和磁化強度為17.27 emu/g。
　　(2)研究了Fe3O4@PPy/PPy對Pb(Ⅱ)的吸附性能。探討了影響Pb(Ⅱ)吸附效果的因素（如溶液初始pH值、初始濃度

3、、接觸時間和溫度），并用吸附動力學、吸附等溫線和吸附熱力學方程分析了其吸附機理，同時考察了Fe3O4@PPy/PPy循環(huán)使用情況。實驗結果表明:Fe3O4@PPy/PPy對Pb(Ⅱ)的吸附量與pH有關;Fe3O4@PPy/PPy對Pb(Ⅱ)的吸附符合準二級動力學模型和Langmuir等溫模型，其吸附過程是自發(fā)吸熱;經過5次循環(huán)使用之后，Fe3O4@PPy/PPy對Pb(Ⅱ)吸附量基本保持不變，說明Fe3O4@PPy/PPy復合材料是一種

4、成本低、可重復使用的、環(huán)境友好型的Pb(Ⅱ)吸附材料。
　　(3)通過一步溶劑熱法合成了ZnFe2O4/PAA、ZnFe2O4/rGO和ZnFe2O4/rGO/PAA復合材料。ZnFe2O4/PAA、ZnFe2O4/rGO和ZnFe2O4/rGO/PAA的磁滯回線表明它們具有超順磁性，其磁飽和強度分別為53.70 emu/g，45.67 emu/g和41.22 emu/g。
　　(4)研究了ZnFe2O4/PAA、ZnFe2

5、O4/rGO和ZnFe2O4/rGO/PAA對Pb(Ⅱ)的吸附性能，并探究了初始pH值、初始濃度、接觸時間和溫度對吸附容量的影響，并用吸附動力學、吸附等溫線和吸附熱力學方程分析了其吸附機理。研究表明:在這三種吸附材料中ZnFe2O4/rGO/PAA對Pb(Ⅱ)的吸附效果最好。通過考察ZnFe2O4/rGO/PAA復合材料的循環(huán)使用情況，發(fā)現經過5次循環(huán)使用之后，ZnFe2O4/rGO/PAA對Pb(Ⅱ)的吸附率仍達到90％以上，說明Zn