用于吸附重金属离子的磁性纳米伊/蒙黏土的制备
发布时间：2021-11-19 13:16
采用化学共沉淀法原位制备了一种可便于磁性回收并吸附水中重金属离子(如Pb2+)的磁性纳米伊/蒙黏土。通过X射线衍射、Fourier变换红外光谱、场发射扫描电子显微镜、振动样品磁强计对样品进行了表征。结果表明:合成的Fe3O4纳米颗粒可原位复合附着于纳米伊/蒙黏土颗粒表面,使磁性纳米伊/蒙黏土的饱和磁化强度达到26.77 A·m2/kg,并可有效地从浆体中磁分离出来。另外,水中Pb2+的吸附研究表明,磁性纳米伊/蒙黏土吸附Pb2+的动力学过程符合准二级动力学模型,且pH值和磁性纳米伊/蒙黏土加入量对在浆料中吸附Pb2+的效果有着显著的影响。其等温吸附过程符合Langmuir模型,其最大单层饱和吸附量为22.5 mg/g。当pH=6时,Pb2+的去除率达97.79%;当磁性纳米伊/蒙黏土加入量为1 g/L时,平衡吸附量为38.7 mg/g。
【文章来源】：硅酸盐学报. 2017,45(01)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图１纳米伊蒙黏土、磁性纳米伊蒙黏土、ＦｑＯ４纳米颗粒的??ＸＲＤｉｆ??Ｆｉｇ．?１?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｆｏｒ?ｉｌｌｉｔｅ／ｓｍｅｃｔｉｔｅ?（Ｉ／Ｓ）?ｎａｎｏ－ｃｌａｙ，??
１处吸收带也均为Ｓｉ—０?的过程中，当浆料的ｐＨ值从２变到４时，Ｐｂ２＋的吸??的振动［３１’３３］。５５９?ｃｍ—１处的吸收带是Ｆｅ—０的振动?＿??峰，属于磁铁矿的特征振动［３３］。另外，在磁性纳米??伊／蒙黏土的红外光谱图中，６２８?ｃｍ—１处的吸收带表??￣——ｗｍＭ??！?Ａ?Ｕ?（ａ）?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?Ｆｅ３〇４?ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ??Ｉ?＇〇２？?５５＾???＾??Ｊ００?３ｒ?３?０００?，〇〇，〇〇〇．，ｏ．ｏｏ：＾??图２纳米伊／蒙社、磁性纳米伊／蒙黏土和邮４纳米颗粒?＾Ｗ??的红外光谱?邋??Ｆｉｇ．?２?ＦＴＩＲ?ｓｐｅｃｔｒａ?ｏｆ?Ｉ／Ｓ?ｎａｎｏ－ｃｌａｙ，?ＭＮ－Ｉ／Ｓ?ｃｌａｙ?ａｎｄ?Ｆｅ３０４?参Ｗ?＾ＳＪｉｏｏｎｍ??ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ??（ｂ）?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?Ｉ／Ｓ?ｎａｎｏ－ｃｌａｙ??图３分别为Ｆｅ３〇４纳米颗粒、纳米伊／蒙黏土和?“赞??磁性纳米伊／蒙黏土的扫描电镜照片及磁性纳米伊／??蒙黏土的ＥＤＳ谱。由图３可见，Ｆｅ３０４纳米颗粒的??形貌为类球形，纳米伊／蒙黏土的开嫌为片层状，其?＼Ａ?？??麵较为光滑平整。由图３ｃ和图３ｄ可见，纳米伊／?賢??蒙黏土颗粒表面较为均匀地附着了一些类球形的?＼?＾??Ｆｅ３０４纳米颗粒，粒径在２５？５０?ｎｍ之间。此外，ＥＤＳ?４?＾?：＾ｙ?＾??分析表明（见图３ｅ），黏土麵的Ｆｅ元素含量较高。?３??这表明，采用化学共沉淀法可原位合成磁性纳米伊／?＇＇?６＝?＿?＞?＾??（ｃ）?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ＭＮ－Ｉ／Ｓ?ｃｌａｙ??蒙黏土。??
軸影响。由??Ｉ?ＩｊＰＪＪＩ?？?７所示，隨磁性纳米伊／蒙黏土吸附剂加入量的??Ｉ?增加，Ｐｂ２＋的吸附去除率从４８．３％增加到９５．９％。??Ｉ?彳?这是因为，随着磁性纳米伊／蒙黏土吸附剂加入量??＿?Ｉ?Ｍ增加，有效麵位点增多，从而麵去除率增加。??＿?｜？?然而，单位质量磁性纳米伊／蒙黏土的平衡吸附容??｜?ＪＫＣ?量％从３８．７?ｍｇ／ｇ降低到８．５?ｍｇ／ｇ。这可能是当Ｐｂ２４??細，纖纳雜／自黏土吸醜加入量增??加导致单位质量的磁性纳米伊／蒙黏土未吸附饱和??图５吸附Ｐｂ２＋后的磁性纳米伊／蒙黏土衆料磁分离前后的，、ｔ?ｈ??ｉｍ?位点增加［３５］。同时，随着吸附剂加入量的增加，溶??Ｆｉｇ．?５?ＭＮ－Ｉ／Ｓ?ｃｌａｙ?ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓ?ａｄｓｏｒｂｅｄ?Ｐｂ２＂?ｉｏｎｓ?ｂｅｆｏｒｅ?液中的吸附剂颗粒发生聚集，减少了吸附剂的总表??ａｎｄ?ａｆｔｅｒ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ?面积，增加了?Ｐｂ２＋在磁性纳米伊／蒙黏土上的扩散路???１?径［１８＇３６］。因此，随着磁性纳米伊／蒙黏土吸附剂加入??１００?；?量增加，％减校??Ｉ８０：?／?．〇〇，?］??＜＋－?／／?□?＿?４０??°?６０?－?／?Ｑ?－□－Ｒｅｍｏｖａｌ?ｒａｔｅ?ｏｆ?Ｐｂ２＋ｉｏｎｓ??Ｉ?／?＾?９０?－?３５??ｌ４０－?／?ｈ〇?－?＼?：３〇??Ｂ?／?－〇－ＭＮ－Ｉ／Ｓ?ｃｌａｙ?￡?＼?ｆ??＾?２０?－?／?－－ｏ－?．ｌ／Ｓ?ｎａｎｏ－ｃｌａｙ?为?７０?＿?ｙ?－?２５??＾?Ｓ?．?／?Ｖ?－?２０??２?３?Ｈ４，?５?６
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米伊/蒙黏土吸附脱除水中Cu2+和Cd2+离子[J]. 袁姗姗,黎振源,潘志东,王燕民. 硅酸盐学报. 2016(01)
[2]膨润土对溶液中镍离子的吸附特性及机理[J]. 曹晓强,张燕,邱俊,吕宪俊,王立和,陈亚男,王燕华. 硅酸盐学报. 2014(11)
[3]十六烷基三甲基溴化铵改性沸石对水中Cr（Ⅵ）的吸附去除率[J]. 杨慧芬,张伟娜,胡瑞娟. 硅酸盐学报. 2010(11)
硕士论文
[1]磁性膨润土复合材料吸附重金属离子及放射性核素的研究[D]. 陈亮.合肥工业大学 2012
本文编号：3505120
【文章来源】：硅酸盐学报. 2017,45(01)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图１纳米伊蒙黏土、磁性纳米伊蒙黏土、ＦｑＯ４纳米颗粒的??ＸＲＤｉｆ??Ｆｉｇ．?１?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｆｏｒ?ｉｌｌｉｔｅ／ｓｍｅｃｔｉｔｅ?（Ｉ／Ｓ）?ｎａｎｏ－ｃｌａｙ，??
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軸影响。由??Ｉ?ＩｊＰＪＪＩ?？?７所示，隨磁性纳米伊／蒙黏土吸附剂加入量的??Ｉ?增加，Ｐｂ２＋的吸附去除率从４８．３％增加到９５．９％。??Ｉ?彳?这是因为，随着磁性纳米伊／蒙黏土吸附剂加入量??＿?Ｉ?Ｍ增加，有效麵位点增多，从而麵去除率增加。??＿?｜？?然而，单位质量磁性纳米伊／蒙黏土的平衡吸附容??｜?ＪＫＣ?量％从３８．７?ｍｇ／ｇ降低到８．５?ｍｇ／ｇ。这可能是当Ｐｂ２４??細，纖纳雜／自黏土吸醜加入量增??加导致单位质量的磁性纳米伊／蒙黏土未吸附饱和??图５吸附Ｐｂ２＋后的磁性纳米伊／蒙黏土衆料磁分离前后的，、ｔ?ｈ??ｉｍ?位点增加［３５］。同时，随着吸附剂加入量的增加，溶??Ｆｉｇ．?５?ＭＮ－Ｉ／Ｓ?ｃｌａｙ?ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓ?ａｄｓｏｒｂｅｄ?Ｐｂ２＂?ｉｏｎｓ?ｂｅｆｏｒｅ?液中的吸附剂颗粒发生聚集，减少了吸附剂的总表??ａｎｄ?ａｆｔｅｒ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ?面积，增加了?Ｐｂ２＋在磁性纳米伊／蒙黏土上的扩散路???１?径［１８＇３６］。因此，随着磁性纳米伊／蒙黏土吸附剂加入??１００?；?量增加，％减校??Ｉ８０：?／?．〇〇，?］??＜＋－?／／?□?＿?４０??°?６０?－?／?Ｑ?－□－Ｒｅｍｏｖａｌ?ｒａｔｅ?ｏｆ?Ｐｂ２＋ｉｏｎｓ??Ｉ?／?＾?９０?－?３５??ｌ４０－?／?ｈ〇?－?＼?：３〇??Ｂ?／?－〇－ＭＮ－Ｉ／Ｓ?ｃｌａｙ?￡?＼?ｆ??＾?２０?－?／?－－ｏ－?．ｌ／Ｓ?ｎａｎｏ－ｃｌａｙ?为?７０?＿?ｙ?－?２５??＾?Ｓ?．?／?Ｖ?－?２０??２?３?Ｈ４，?５?６
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米伊/蒙黏土吸附脱除水中Cu2+和Cd2+离子[J]. 袁姗姗,黎振源,潘志东,王燕民. 硅酸盐学报. 2016(01)
[2]膨润土对溶液中镍离子的吸附特性及机理[J]. 曹晓强,张燕,邱俊,吕宪俊,王立和,陈亚男,王燕华. 硅酸盐学报. 2014(11)
[3]十六烷基三甲基溴化铵改性沸石对水中Cr（Ⅵ）的吸附去除率[J]. 杨慧芬,张伟娜,胡瑞娟. 硅酸盐学报. 2010(11)
硕士论文
[1]磁性膨润土复合材料吸附重金属离子及放射性核素的研究[D]. 陈亮.合肥工业大学 2012
本文编号：3505120
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