氨基功能化磁性納米Fe3O4處理冶金廢水中Cr(VI)的研究.pdf

1、冶金工業(yè)廢水中含有大量的重金屬離子，廢水中的重金屬離子具有不可降解性、微量性、富集性等特點(diǎn)，給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重危害的同時(shí)經(jīng)食物鏈進(jìn)入人體后產(chǎn)生堆積，嚴(yán)重影響人類健康甚至危害生命，重金屬污染問(wèn)題已經(jīng)成為需要迫切解決的環(huán)境衛(wèi)生問(wèn)題之一。功能化磁性納米材料，由于其具有較大的比表面積、可控的磁分離特性、廉價(jià)易得，以及良好的生物相容性等優(yōu)點(diǎn)，在重金屬探測(cè)和分離等環(huán)境治理、蛋白質(zhì)和DNA分離、靶向醫(yī)藥等生物醫(yī)學(xué)及電化學(xué)催化方面有著廣闊的應(yīng)用前景。

2、>　　本文通過(guò)化學(xué)共沉淀法制備出磁性納米Fe3O4顆粒，以正硅酸乙酯（TEOS）作為硅源，通過(guò)其水解反應(yīng)，對(duì)磁性納米Fe3O4顆粒進(jìn)行表面SiO2包覆，利用3-氨丙基三乙氧基硅烷的脫水縮合反應(yīng)，完成磁性納米Fe3O4顆粒的表面氨基功能化，制備出表面富含-NH2官能團(tuán)的氨基功能化磁性納米Fe3O4顆粒（NH2-Fe3O4@SiO2），采用SEM、XRD、VSM、FTIR對(duì)NH2-Fe3O4@SiO2顆粒進(jìn)行表征。結(jié)果表明：NH2-Fe3O

3、4@SiO2的粒徑平均分布在180~200nm左右，呈球型均勻分布，且表現(xiàn)出良好的磁響應(yīng)特性，TEOS的用量對(duì)NH2-Fe3O4@SiO2的形貌有顯著的影響。
　　最佳條件下制備的NH2-Fe3O4@SiO2對(duì)Cr（VI）的吸附性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：pH值和Cr（VI）初始濃度的變化對(duì)吸附劑的吸附效果有明顯的影響，吸附過(guò)程可在50min內(nèi)達(dá)到平衡。當(dāng)pH值為2.0，在體系溫度為308K的酸性環(huán)境下，吸附劑呈現(xiàn)出最好的吸附效果，飽和吸附容

4、量達(dá)到350.88mg·g-1。NH2-Fe3O4@SiO2對(duì)廢水中Cr（VI）的吸附行為復(fù)合Langmuir等溫吸附模型，吸附動(dòng)力學(xué)符合準(zhǔn)二階速率方程。吸附熱力學(xué)擬合數(shù)據(jù)表明，NH2-Fe3O4@SiO2對(duì)Cr（VI）的吸附過(guò)程為自發(fā)進(jìn)行的吸熱反應(yīng)，溫度升高有利于吸附反應(yīng)的進(jìn)行。此外，NH2-Fe3O4@SiO2吸附完成后進(jìn)行洗脫，連續(xù)循環(huán)使用5次后，對(duì)Cr（VI）的吸附效率仍然能保持在90％以上。
　　研究結(jié)果為處理冶金工業(yè)廢