铁基多孔材料被人们认为是一种有着特殊性能的材料,其内部具有很多的不连通的,半连通的,或者是连通孔洞。并且铁基多孔材料还具有良好的磁性,高的比表面积,多的活性位点等优异性能,因此广泛应用于催化、核磁共振成像、染料吸附、染料的催化降解以及水的催化裂解等领域。在众多铁基多孔材料中,普鲁士蓝(PB)作为第一个人工合成的染料,于18世纪初,柏林的一位涂料制造商Heinrich Diesbach无意中发现,又被称为中国蓝、柏林蓝、米洛丽蓝等。由于其良好的生物相容性和磁性,普鲁士蓝在生物成像造影剂领域的应用成为近年来的研究热点。而另一种铁基多孔材料四氧化三铁复合碳(Fe3O4/C)除了具有优良的磁性外,还具有较高的比表面积,较多的吸附位点等特点。因此,Fe3O4/C在可磁性回收的染料吸附剂领域受到学者的广泛关注。基于此,本工作主要研究了铁基多孔材料普鲁士蓝和Fe3O4/C的制备、表征、及应用。具体研究内容如下:1.本工作首先采用水浴法制备了立方块结构的普鲁士蓝,然后分别采用不同浓度的盐酸水溶液对立方块结构的普鲁士蓝进行刻蚀来获得一系列多孔普鲁士蓝。通过改变刻蚀剂盐酸的浓度可以实现对样品Zeta电位(?)和弛豫率(r2/r1)的调节。立方块结构的普鲁士蓝Zeta电位随着盐酸浓度的增加先增加后减小,而弛豫率恰好具有正好相反的变化趋势。然后分别对Zeta电位和弛豫率关于盐酸浓度的变化趋势曲线用高斯公式进行拟合就可得到的两个关于盐酸浓度的公式。最后以盐酸浓度为桥梁可换算就得到Zeta电位和弛豫率的关系。根据前人的研究结果,对该关系进行验证,事实证明得到的结果具有很高的可信度。最终得出了一种利用样品的Zeta电位计算样品弛豫率的方法。2.首先采用模板法制备出了Fe3O4/C,然后使用浓盐酸对其进行刻蚀。刻蚀后,发现Fe3O4/C结构中的大部分Fe3O4颗粒被浓盐酸溶解,留下几十纳米的有序六边形孔洞,将其称之为有序介孔碳(Ordered Mesoporous Carbon,OMC)。将Fe3O4/C和OMC用于亚甲基蓝和刚果红的吸附研究以验证其吸附性能,结果发现与Fe3O4/C相比,OMC对两种染料都具有更高的吸附能力。并且OMC对刚果红染料的吸附能力明显高于亚甲基蓝。因此,将OMC用于选择吸附研究,结果表明OMC对刚果红的吸附能力是亚甲基蓝的7.43倍,从而说明OMC对刚果红有很好的选择吸附能力。吸附机理研究表明OMC主要通过氢键和π-π相互作用对刚果红产生吸附作用。最后为了验证OMC的稳定性,对其吸附性能进行了循环测试,结果表明,多次循环后OMC对刚果红的吸附量仍然可以达到初始吸附容量的95%以上。