鐵酸鋅基微馬達的制備及在水處理中應(yīng)用.pdf

1、近年來水污染問題越來越嚴重，關(guān)于水處理的研究也越來越受關(guān)注。水處理方法中吸附法和光催化法是比較常用的方法。LDH具有較高的吸附性能并且具有熱穩(wěn)定性強、記憶效應(yīng)和離子交換等優(yōu)點，常作為吸附劑，但存在難回收的問題。我們將具有超順磁性的鐵酸鋅引入，以它為基礎(chǔ)制備催化劑和吸附劑，并且制備了可以進行自主運動的微馬達，提高其催化和吸附效率。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過溶劑熱法合成了ZnFe2O4，對試樣的XRD、TG-DSC、SEM、TE

2、M、IR、比表面積和磁性能進行研究和表征。研究了ZnFe2O4的對亞甲基藍的光-Fenton性能。結(jié)果顯示合成了直徑為0.4-0.8 um的ZnFe2O4空心微球，比表面積為80.3 m2/g，具有超順磁性。對ZnFe2O4進行了亞甲基藍的光-Fenton催化降解，55min后的降解率為58％，并且光-Fenton反應(yīng)具有較寬的pH范圍和較高的反應(yīng)速率。在ZnFe2O4基礎(chǔ)上合成α-Fe2O3/ZnFe2O4微馬達，對試樣XRD、XPS

3、、SEM、TEM、HRTEM、比表面積和磁性能進行表征，并研究了α-Fe2O3/ZnFe2O4微馬達的光-Fenton催化性能。結(jié)果顯示α-Fe2O3/ZnFe2O4微馬達為花狀微球，具有超順磁性，比表面積為118.7 m2/g。對α-Fe2O3/ZnFe2O4微馬達進行了亞甲基藍的光-Fenton催化降解，探討了過氧化氫添加量對α-Fe2O3/ZnFe2O4微馬達光-Fenton的影響。結(jié)果顯示:在過氧化氫的添加量為10 mmol時的

4、光-Fenton反應(yīng)，對亞甲基藍的降解率達到最高，45分鐘之后的降解率達98.9％，且具有優(yōu)良的重復(fù)使用性。⑵采用共沉淀的方法制備MgAlIn-CLDH/ZnFe2O4，對所制備的樣品進行XRD、mapping、SEM、TEM和比表面積表征，并研究它們的吸附性能。結(jié)果顯示:厚度約為16nm的MgAlIn-CLDH是納米片生長在ZnFe2O4微球上的，MgAlIn-CLDH/ZnFe2O4微球的比表面積為94.6 m2/g。MgAlIn-

5、CLDH/ZnFe2O4在對剛果紅的吸附中符合偽二級動力學(xué)模型和顆粒內(nèi)擴散模型，隨著煅燒溫度的升高和吸附劑添加量的降低，吸附量增加，在650℃熱處理得到的MgAlIn-CLDH-650/ZnFe2O4在添加量為0.5g L-1具有最高的吸附量160.60 mg g-1，對剛果紅的吸附機理包含離子交換、靜電吸附和氫鍵取代。在MgAlIn-LDH/ZnFe2O4上成功負載Mn2O3，合成MgAlIn-CLDH/ZnFe2O4微馬達，對所制備

6、的樣品進行XRD、SEM、TEM、mapping、比表面積和磁性能表征，結(jié)果顯示:Mn2O3納米顆粒負載在MgAlIn-CLDH片上，樣品具有超順磁性，比表面積為107.7 m2/g。在1.5％的過氧化氫濃度下，MgAlIn-CLDH/ZnFe2O4微馬達的飽和吸附量達到171.60 mgg-1，且具有優(yōu)良的重復(fù)使用性。隨著過氧化氫濃度和pH值的增加，微馬達的速度增加。過氧化氫濃度為1.5％時，pH為11時，MgAlIn-CLDH/Zn