Fe3O4磁性纳米复合材料去除废水中Pb(Ⅱ)的研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:infoerp2009
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随着人类工业化进程的不断加速,废弃污染物不断排放,水体污染已经成为了全世界关注的环境污染问题,其中重金属污染极其突出。如何科学有效的处理该废水污染已经成为研究热点之一。四氧化三铁磁性纳米粒子由于它强大的吸附能力和可以通过磁性分离这个优点而在水处理的平台得到广泛的关注。因此,本研究将半胱氨酸(Cys)和二氧化硅(SiO2)成功修饰在Fe3O4磁性纳米材料表面。通过环境扫描电镜(ESEM)和傅里叶红外变换光谱(FTIR)分析,发现经修饰后材料具有更好的分散性,很好避免了粒子间的团聚现象;表面具有的硫基、氨基、羧基等官能团更利于铅离子的吸附,效果显著。红外光谱分析图等也很好的证实了Fe3O4有被很好的修饰成为了Fe3O4@SiO2@Cys纳米粒子,并且粒子形成过程中其本身结构未发生改变。通过研究了pH值、使用吸附剂的量、Pb(Ⅱ)初始浓度、接触时间等因素对于吸附的影响确定了最佳吸附条件。动力学研究表明吸附更加符合准二级吸附动力学。相比Freundlich等温模型,Langmuir等温模型更能拟合Fe3O4@SiO2@Cys对Pb(Ⅱ)的吸附性能。通过热力学的研究得出反应是吸热和自发的。而且吸附剂相比镉、铜和锌离子表现出对铅离子对好的吸附效果。另外,研究四氧化三铁和半胱氨酸以及氧化石墨烯的制备出的复合材料对于铅离子的吸附,研究了pH值、使用吸附剂的量、Pb(Ⅱ)初始浓度、接触时间等因素对于吸附的影响,展现出来比单独材料的更强大的吸附能力,同时还具备磁性分离的特性。
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