納米介孔鐵酸鹽的表面化學反應.pdf

1、鐵酸鹽是一類以Fe(Ⅲ)氧化物為主要成分的復合氧化物，它化學式為MFe2O4，其中M為2價金屬離子。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)，高化學穩(wěn)定性以及成本低廉、制備方法簡便等特點，已漸漸被應用到了靶向藥物傳輸、儲存信息、光催化降解、環(huán)境保護、催化合成、隱形材料和醫(yī)藥生物等諸多領域。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，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)研究出更具有可應用性和多功能性的新方法。另外目前人們對于尖晶石型礦物表面化學性質(zhì)的研究相對較少，而確定尖晶石鐵酸鹽的表面絡合平衡常數(shù)能夠為開發(fā)和使用這類材料提供理論基礎與指導，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電位測定、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)以及氮氣吸附-脫附測試技術(BET)等技術對合成產(chǎn)物進行了表征分析。結(jié)果表明實驗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值對吸附效果的影響，并對吸附丁基黃藥吸附等溫線進行模型模擬，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，之后我們對尖晶石鐵酸鹽光催化降解丁基黃藥的催化活性進行了評價，通過實驗，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技術對合成的三種尖晶石鐵酸鹽吸

5、附丁基黃藥的過程進行了實時分析研究，我們發(fā)現(xiàn)三種尖晶石鐵酸鹽都對丁基黃藥具有比較好的吸附效果，在110 min時間內(nèi)對丁基黃藥的吸附量分別達到140 mg·g-1、109 mg·g-1和117 mg·g-1，之后緊接著我們進行了解吸實驗，解吸量較少，因此我們認為三種尖晶石鐵酸鹽對丁基黃藥的吸附是一種化學吸附，然后我們通過對吸附過程實驗數(shù)據(jù)按照擬一級和擬二級動力學模型進行了模擬，從而得知三種尖晶石鐵酸鹽對丁基黃藥的吸附過程更接近于擬二級動