黑藻磁性复合材料的制备及对水体Pb^(2+)的超声吸附研究

为有效解决我国水体重金属污染问题,寻得绿色高效的重金属吸附材料,本文以黑藻、毛竹、水浮莲等8种农业废弃物为原料,高温煅烧获得生物炭。比较不同种生物炭在超声辅助条件下吸附重金属铅的效果,筛选出对铅吸附能力最强的黑藻生物炭,并以此为碳源,经化学共沉淀法制备出一种新型磁性复合材料—Fe_(3)O_(4)-HC。探究该材料在不同条件下对Pb^(2+)的吸附性能,并讨论了水体共存离子对Pb^(2+)吸附的影响。实验表明:黑藻磁性复合材料在pH=5,吸附剂用量为0.02 g,铅离子溶液为50 mg/L,超声吸附功率为250 W,吸附时间为10 min时,对铅离子溶液的吸附效果最优,吸附率达91.59%,吸附量达114.49 mg/g。吸附过程符合Langmuir等温吸附模型与准二级动力学方程。该材料对Pb^(2+)吸附高效、快速且可磁回收,有望成为一种绿色的水体重金属去除材料。

Fe_(3)O_(4)/GO磁性纳米材料的合成及其对龙胆紫染料的吸附研究

采用水热法合成了Fe_(3)O_(4)/GO磁性纳米复合材料,对其进行X射线衍射(XRD)、红光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)表征及磁性能测试,并应用于水体6种不同染料的吸附对比,筛选出对该吸附剂具备较强选择性吸附能力的龙胆紫(GV)染料,进一步优化吸附条件,最后对吸附剂的循环应用效果进行了测试。结果表明:所制备的Fe_(3)O_(4)/GO磁性纳米材料对GV的最佳吸附条件为温度20℃、染料初始浓度为30mg/L,吸附剂投加量0.04g/50mL,溶液pH=9、吸附时间30min。在最佳条件下,Fe_(3)O_(4)/GO对GV的移除率高达91.06%,吸附量为34.35mg/g。5次循环利用的移除率仍可达到68.46%。该吸附剂能很好地分散在水中,并可通过磁场从废水中实现快速回收,具有绿色、高效、可循环利用的特点,可用于工业废水处理系统。

Fe_(3)O(4)/GO复合材料的制备及对水体Pb^(2+)的去除研究

采用改进的Hummers法制备GO,并以水热法将GO与Fe_(3)O(4)复合制备出Fe_(3)O(4)/GO复合纳米材料,将其应用于水体Pb^(2+)去除探究,讨论了溶液的pH、复合材料的添加量、搅拌速度、吸附时间、溶液浓度对Pb^(2+)去除效果的影响。探讨了水体中其他共存重金属Cu^(2+)、Ni^(2+)、Zn^(2+)对Pb^(2+)去除效果的影响,及该复合材料对Cu^(2+)、Ni^(2+)、Zn^(2+)的吸附性能。研究结果表明Fe_(3)O(4)/GO材料对水体中Pb^(2+)具有较高的去除效率。在pH=5,加入量为30 mg,转速960 rpm,吸附时间2 h,溶液浓度80 mg·L;时去除效果最佳。Pb^(2+)去除率为92.20%,去除量达122.93 mg·g^(-1)。该复合材料制备简单、易于磁回收,具有高效的重金属Pb^(2+)去除能力,水体中共存重金属离子对Pb^(2+)去除效率有较大的干扰与制约作用,但该材料对水体中的其他重金属Cu^(2+)、Ni^(2+)、Zn^(2+)也表现了较强的吸附性能,显示了Fe_(3)O(4)/GO在水环境的重金属复合污染治理方面具有潜在的应用前景。