纳米磁性材料的制备及其在水处理中的应用

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1、北京化工大学硕士学位论文纳米磁性材料的制备及其在水处理中的应用姓名：成翠兰申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：毋伟20080602摘要纳米磁性材料的制备及其在水处理中的应用纳米粉体在诸多工业领域中有广泛的应用前景，Fe304作为一种具有磁性的功能材料，具有广泛的应用，Fe304颗粒的纳米化，使四氧化三铁的应用功能更为强大，因此，有关纳米Fe304的研究得到越来越多的重视。纳米二氧化硅是一种无机功能材料，由于它具有较低的密度、较大的比表面积、优良的化学和热稳定性、无毒性以及与其它材料良好的兼容性被广泛应用于许多领域。本文采用共沉淀法制备纳米Fc304，选

2、用NaoH作为沉淀剂，加入到Fe3+和Fe2+的混合溶液中，制得了纳米磁性Fe304。以纳米Fe304颗粒作吸附剂，研究其用量、粒径、吸附温度以及pH值几个因素对H矿+吸附效果的影响，考察了纳米Fe304颗粒对水中H92+的吸附性能，并对吸附结果的重现性和吸附机理进行了研究。确定了最佳的吸附条件：纳米Fe304的用量O．069、粒径6nm；纳米Fe304对H92+吸附的最佳温度为19℃、最佳pH值为3．5，此pH值不需要经过酸或碱调节，便于控制；纳米Fe304颗粒对水中H92+的吸附去除率随其用量的增加、粒径的减小而增大。实验的重现性良好；纳米Fe304颗粒

3、吸附水中H92+以物理吸附为主。该吸附过程符合FreundliCh吸附方程，显示了很强的纳米效应，是一种具有较好应用前景的H92+吸附剂。鉴于一般模板法存在的问题以及Pickering乳液法制备复合粒子的优点，研究了纳米Fe304粒子稳定的Pickefing乳液为模板合成磁性空心二北京化工大学硕士学位论文氧化硅微球。通过SEM、1EM和XRD等手段对磁性空心二氧化硅球进行了表征，结果表明：产品为空心结构，分散性良好，大小在2．3微米左右，壁厚约为90．100nm，每个空心球都具有较强的磁性。这非常有利于用外加磁场对磁性空心二氧化硅进行分离。研究表明2．甲基吡

4、啶的用量、硅烷偶联剂的用量及硅源对合成的磁性空心球结构和外貌有重要影响。研究表明磁性空心si02对水中的H矿+具有较强的吸附作用，以聚甲基三乙氧硅烷为硅源制备的空心球对汞离子的吸附能力优于以正硅酸乙酯为硅源制备的空心球的吸附能力·本文还初步研究了纳米磁性材料对水中的重金属铬离子以及含有苯酚的有机污染水的吸附。处理效果与重金属汞离子相比，具有一定的差距，有待于进一步的研究，寻求吸附的最优化实验条件·关键词：纳米四氧化三铁，磁性空心球，吸附，皮克林乳液，汞离子Ⅱ摘要THEPREPARETIONOFNANoⅣ【AGNETICM陷TERIAI。SANDTHEIRAP

5、PLIC棚oNINwATERTREATMENTABSTRACTNanometerpowderh硒extensive印plicationsinmanyhighlycompetitiveteChnologiesinrecentyears．Maglletite(Fe304)hasbeenexploited弱anewtypeoffunctionallmaterialbecauseofitsintercstingmagnetism觚dthcmnOsizcd．Maglleticpanid锶havcattracted脒鹏altenti∞dlletoawideVarie哆O

6、f印plicationsbrouglltf如mnano—scale．Nano—silicaisakind0ffunctionalporousmaterialbec龇seofitslowerdensities，lagerBETsurfacearca，themal觚dmechaIlicalstability，aviml鞠∞锄dcompatibili够Nano—magneticandnano—silicaareallwell—knownpromisingcandidatesillmanyfields．Illthispaper，magnetitenano—parti

7、cleswerepfeparedbychemicalCo—precipitation．Na0Hwaschosenasprecipitatingagent，andwasaddedt0theaqueousphaseContainingferricandferrousionstOproduceFe304nano—panicles．Thee虢ctsofthedosageands溉0fnano—Fe304particlesandthetemperatureandpHVaJueofadsorptionsystemontheadsorptionpr叩eniesofH毫2+

8、werestlldied，Therepeatabil