凹凸棒石/γ-Fe_2O_3/碳纳米复合材料的制备及其对苯酚的吸附作用

为获得同时具有有机亲和性和磁分离特性的吸附材料,以凹凸棒石黏土和废活性白土为原材料,通过铁盐水解共沉淀和在氢气气氛下程序升温煅烧的方法,制备廉价的凹凸棒石/γ-Fe2O3/碳纳米复合材料。运用磁化率分析,红外吸收光谱,透射电镜,X射线衍射分析和碳含量分析对其进行了表征,并研究了复合材料吸附去除水中苯酚的动力学、吸附试验中pH的影响及同等条件下与其他吸附材料吸附性能的对比。结果表明,复合材料的磁化率值为2 769×10-8m3/kg,用磁分离工序即可把该吸附材料从溶液中快速分离出来;铁的磁性氧化物以γ-Fe2O3的形态负载到凹凸棒石表面,颗粒直径为1060 nm;碳以无定形的形态负载在凹凸棒石晶体表面;复合材料中的w（碳）为7.4%,材料中出现了有机官能团—CH3和—CH2—。对苯酚的吸附试验表明,复合材料对苯酚的去除率是凹凸棒石原矿的3倍。

凹凸棒石/γ-Fe_2O_3/C纳米材料的制备与表征

以凹凸棒石黏土和废活性白土为原料,通过铁盐水解法、有机质热裂解炭化和对气氛的控制,在凹凸棒石表面负载γ-Fe2O3和炭(carbon,C),制备凹凸棒石/γ-Fe2O3/C纳米复合材料。通过磁化率、红外吸收光谱、透射电镜、X射线衍射等对样品进行了研究。结果表明:凹凸棒石/γ-Fe2O3/C纳米复合材料具有良好的磁性能,γ-Fe2O3颗粒较好地负载到了凹凸棒石晶体的表面,颗粒直径为10～60nm;炭以无定形的形态负载在凹凸棒石晶体表面和晶体之间,复合材料中的含炭率为7.4%(质量分数),且复合材料中出现了C-H和C=O官能团;复合材料对有机污染物的亲和性明显高于凹凸棒石的,实现了黏土矿物吸附剂亲有机物和强磁性改性。