Fe304磁性纳米颗粒外包腐植酸用于有效去除水中重金属

摘要

本工作合成了腐植酸(HA)包裹的Fe3O4纳米颗粒(Fe3O4/HA)并将其用于去除水中的重金属离子,包括Hg(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)以价格低廉、环境友好的铁盐和腐植酸为原料,通过共沉淀方法制备Fe3O2/HA.TOC和XPS的分析结果表明所制备的Fe3O4/HA中约含有~11%(w/w)的叶酸,它是含O和N-官能团丰富的组分.TEM成像和激光颗粒尺寸分析证实所制备的Fe3O4/HA(Fe3O4内核约为10nm)在水溶液中团聚并形成了平均水和半径约为140nm的聚集体,饱和磁化强度为79.6emu/g.rn 这种Fe3O4/HA材料在低磁场梯度下几分钟内就可以从水溶液中分离.Fe3O4/HA对重金属离子的吸附在15分钟内就可以达到平衡,其吸附行为符合朗格缪尔吸附模型且最大吸附容量在46.3~g7.7mg/g范围内.制备的Fe3O4/HA在自来水、天然水及从0.1MHCI到2MNaOH范围内的酸/碱溶液中都很稳定,Fe(≤3.7%)和HA(≤5.3%)的泄漏率很低.在最优条件下,Fe3O4/HA纳米材料能够去除天然水和自来水中超过99%的Hg(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)以及超过95%的Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ).Fe3O4/HA吸附的重金属离子泄露回水溶液的量几乎可以忽略.

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