纳米四氧化三铁吸附水中汞离子的研究

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1、第35卷第3期北京化工大学学报Vo1．35．No．32008年JOURNALOFBEIJINGUNIVERSITYOFCHEMICALTECHNOLOGY2008纳米四氧化三铁吸附水中汞离子的研究成翠兰毋伟沈淑玲陈建峰(北京化工大学1．纳米材料先进制备技术与应用科学教育部重点实验室；2．教育部超重力工程研究中心，北京100029)摘要：以纳米Fe304颗粒作吸附剂，研究其用量、粒径、吸附温度以及pH值等因素对Hg2吸附效果的影响，考察了纳米Fe304颗粒对水中Hg2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。结果表明：纳米Fe30颗粒对水中Hg2的吸附去除率随其用量的增

2、加、粒径的减小而增大；对Hg2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；实验的重现性良好；纳米Fe304颗粒吸附水中Hg2以物理吸附为主。纳米Fe304颗粒对Hg2的吸附符合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Hg2吸附剂。关键词：纳米四氧化三铁；汞离子；吸附；纳米效应中图分类号：X703．1●见有系统研究。纳米材料本身具有较高的比表面积引言和表面活性，增加了与重金属离子的接触机会，因重金属是一类危害特别严重的污染物，这些重此，是较有研究价值的一类吸附剂，而Fe304具有磁金属通过食物链而生物富集，

3、严重危害生物和人体性，有利于回收再利用。基于此，本文研究了纳米健康，其中汞毒性最大，被人们称为“五毒”之首。汞Fe304的用量、粒径、吸附温度及pH值等因素对作为一种剧毒、高挥发性、在生物体内易于沉积且迟H吸附效果的影响，对纳米Fe304颗粒吸附滞性特别长的物质，在环保领域越来越受到重Hg2的机理进行了初步研究。视[¨。1实验部分汞污染排放的主要附存方式包括3种形态[2-3]：气态汞元素单质，二价离子汞和固态颗粒附1．1主要试剂及仪器着汞。常用的处理方法有化学沉淀法包括凝聚沉淀纳米Fe3()4，自制；HgSOa，氯化亚铁，分析纯，法【、金属还原法【、微电解．混凝沉淀法【]等，还有

4、广东汕头西陇化工厂；氯化高铁，分析纯，国药集团目前研究的热点一吸附法。用吸附法处理水中的汞化学试剂有限公司；乙二胺四乙酸二钠，分析纯，北离子等重金属离子，是由于吸附剂分子中存在各种京化工厂；双硫腙，分析纯，瀛海精细化工厂；十六烷活性基团，如羟基、巯基、羧基、氨基等，这些活性基基三甲基溴化铵，分析纯，天津市大茂化学试剂厂。团通过与吸附的重金属离子形成离子键或共价键，UV2501PC型紫外一可见分光光度计，日本岛可对许多金属离子进行鳌合，达到吸附金属离子的津；LD5．2A型离心机，北京医用离心机厂；DZF一3真目的，因此能有效的吸附溶液中的金属离子。目前空干燥箱，上海福玛设备有限公司

5、；BT00．100M型采用吸附法处理含汞废水使用的吸附剂有天然物质蠕动泵，保定兰格恒流泵有限公司。以及合成聚合物两大类。1．2纳米Fea04的制备采用纳米Fe304颗粒作吸附剂去除汞离子尚未在三口烧瓶中加入100mL去离子水、2．7gFe3、2．0gFez，通N2，完全溶解后，用蠕动泵转入收稿日期：200711-02盛有120mL、0．5mol／LNaOH的四口烧瓶中，剧烈基金项目：国家自然科学基金(20671010)搅拌。反应完毕后，停止通N2，加0．06g十六烷基第一作者：女，1982年生，硕士生三甲基溴化铵(．CTAB)改性20min后，离心20min，*通讯联系人制得实验

6、所需的纳米Fe3O4颗粒，转入80℃真空干E—mail：chenjf@mail．butt．edu．cn燥箱，3h后取出并过筛，装入密封袋，以备吸附实验·6·北京化工大学学报2008芷时用。实验过程中，调节温度，以制备不同粒径的纳2．2纳米Fe304用量对其吸附Hg2的影响米Fe3O4颗粒。图2为纳米四氧化三铁的用量与水中H吸1．3吸附实验附效果的关系曲线。由图2可知，纳米Fe3O4颗粒取一定量的纳米Fe3O4颗粒、150mL的10rag／对Hg的吸附去除率随纳米Fe3O4用量的增加而LHgSO4于250mL三口烧瓶中，控制搅拌速度，每增大。这是因为当纳米FeO4颗粒的大小一定时，

7、隔一定时间取吸附清液8mL'用医用离心机离心10其吸附能力一定，因此其吸附能力与吸附剂的用量min，取离心后的上层清液4mL，测试汞离子的质量成正比浓度。1．4分析方法汞离子的质量浓度测定采用Hg2一二苯硫卡巴腙一TritonX一100体系，利用UV2501PC型紫外一可见＼分光光度计测定吸光度，内差法换算出汞离子的质蓝量浓度。取吸附后的上层清液4mL置于盛有一定量的EDTA-2Na、NaOH、TritonX一100及双硫腙的25mL容量瓶中，然后用去离子水稀释至刻度，以试剂空白