Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@mSiO_(2)介孔磁性纳米材料的制备及其氨氮吸附性能

采用水热法及改良Stöber法制备了Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@mSiO_(2)介孔磁性纳米材料,并将其用于水中氨氮的吸附去除。表征结果显示,制备的Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@mSiO_(2)为三层球状结构,中心为Fe_(3)O_(4)核,中间为SiO_(2)包裹,最外层为介孔SiO_(2),并呈现良好的超顺磁性。氨氮的去除率随Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@mSiO_(2)投加量的增加而增大,投加量增至0.4 g/L后基本保持不变,吸附量随投加量的增加而减小;氨氮的去除率和吸附量随溶液pH的增大均呈现先升后降的趋势,最适溶液pH为4。该吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型,为自发吸热过程。该材料在第4次使用中对氨氮的吸附量仍保持在初始吸附量的65%以上,具有良好的重复使用性能。

硫锌双修饰磁性Fe_(3)O_(4)的制备及对铀酰离子的吸附

纳米Fe_(3)O_(4)作为典型的磁性吸附材料可应用于放射性废水处理,为进一步提高其吸附性能,本文通过Zn和S双修饰Fe_(3)O_(4)制备出纳米磁性S-ZnFe_(2)O_(4),并通过SEM、XRD、EDS、FT-IR、Raman等手段对比表征了Fe_(3)O_(4)及S-ZnFe_(2)O_(4)的结构及形貌,研究了pH对其吸附铀酰离子(UO_(2)^(2+))效果的影响,并基于变量接触时间及初始浓度探索了其吸附动力学及热力学规律。结果表明:Zn和S的双修饰后,纳米材料对UO_(2)^(2+)的吸附量显著增加,从27.12 mg/g增加至51.68 mg/g;纳米Fe_(3)O_(4)和S-ZnFe_(2)O_(4)吸附UO_(2)^(2+)的最佳pH为6.0,吸附过程均符合伪二阶动力学模型;纳米Fe_(3)O_(4)的吸附过程同时符合Langmuir和Freundlich吸附模型,纳米S-ZnFe_(2)O_(4)的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型。本研究对开发新型高效含铀废水处理用吸附材料具有重要指导意义。