二次水熱法合成炭微球-鐵氧體及其性能研究.pdf

1、近年來工業(yè)印染廢水的排放給人們的生產(chǎn)生活帶來了極大危害，因此，對這種環(huán)境污染修復(fù)問題成為人們目前面臨的重要的問題之一。以炭微球為代表的碳質(zhì)材料因為有著比表面積大、化學(xué)穩(wěn)定性高、無毒無害等優(yōu)點(diǎn)，常被用作為凈水、凈化空氣的吸附劑。但是因為其粒徑小、分散性好，所以難以從水體中分離，會造成二次污染的問題。尖晶石型鐵氧體MFe2O4（M=Ni，Co，Zn，Mg等）因為其優(yōu)秀的磁學(xué)性能可以輕松地實現(xiàn)磁分離。并且這種材料有著較好的吸附性能和光催化性能

2、，因此作為一種多功能凈水材料引起人們廣泛的關(guān)注。本文通過二次水熱法成功的合成出炭微球/鐵氧體復(fù)合材料，通過兩種材料的協(xié)同作用，提高凈水能力，并且能夠在磁場的作用下分離。
　　通過對比找出水熱法制備炭微球的最佳合成條件在反應(yīng)時間為4 h、反應(yīng)溫度為180℃、葡萄糖溶液濃度為0.5 mol/L時所合成的炭微球粒徑較小，尺寸均勻，分散性較好。在未經(jīng)過任何處理的炭微球懸濁液中加入一定配比的Fe3+和Ni2+，經(jīng)過二次水熱法合成炭微球/Ni

3、Fe2O4。研究表明比例和時間對產(chǎn)物性能和結(jié)構(gòu)有重要的影響，在反應(yīng)溫度為200℃，反應(yīng)時間為24 h，葡萄糖與NiFe2O4的物質(zhì)的量之比為20:2時，合成的炭微球/ NiFe2O4復(fù)合材料吸附性能最高，對濃度為50 mg/L的亞甲基藍(lán)吸附去除率達(dá)到96.9％，對復(fù)合材料吸附亞甲基藍(lán)的吸附動力學(xué)進(jìn)行研究表明吸附復(fù)合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型，屬于化學(xué)吸附。通過Langmuir吸附等溫線研究推導(dǎo)出炭微球/ NiFe2O4復(fù)合材料對亞甲基藍(lán)吸附的理論

4、最大吸附容量為75.643 mg/g。這種復(fù)合材料室溫下為亞鐵磁性，能夠在磁場作用下回收。
　　用同樣的方法制備了炭微球/ CoFe2O4，炭微球/ ZnFe2O4，炭微球/ MgFe2O4復(fù)合材料。經(jīng)測試這三種復(fù)合材料有著較好的吸附亞甲基藍(lán)的能力，對100 mg/L的亞甲基藍(lán)去除率分別是88.3%、66.2%、82.3%，并且能在磁場作用下磁分離。通過這種簡單的方法可以得到炭微球/鐵氧體復(fù)合材料的原因是由于第一次水熱反應(yīng)合成的炭