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核壳磁性纳米粒子在环境治理中的应用进展

         
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核壳磁性纳米粒子是一类具有核壳结构的磁性纳米粒子.它的核壳型结构使其易于被功能化而满足不同场合下的要求;它的纳米级尺寸使其拥有高比表面积;它的磁性使其易于被永磁体回收再利用.目前核壳磁性纳米粒子被广泛应用于生物研究、医疗卫生及催化等方面.在环境修复的研究中,这种材料达到了吸附剂的要求,将是未来废水处理的理想材料之一.核壳磁性纳米粒子的制备方法多种多样,合适的制备方法更有利于达到高效去除污染物的目的.核与壳的制备顺序对实验条件的要求各不相同;核与壳的制备方法各有差别;不同制备方法的组合对核与壳尺寸的影响也有差异.核壳磁性纳米粒子对污染物的吸附能力、自身在环境中存在的潜在风险和附加设施对环境的影响引人注目.目前核壳磁性纳米粒子的制备方法中,以从核到壳的顺序为主.磁核的制备以化学共沉淀法、溶剂热法居多,壳层的制备以St?ber法、溶胶-凝胶法居多,化学共沉淀法与St?ber法的组合逐渐成为制备Fe3 O4@SiO2的经典方法之一.核壳磁性纳米粒子可高效去除多种污染物,包括有机污染物和重金属离子等,吸附过程大多符合Langmuir吸附等温模型和伪二级动力学模型.少量的核壳磁性纳米粒子对生态环境的危害较小,过量的核壳磁性纳米粒子则会对生物细胞产生不良影响.静态磁场不但可以回收核壳磁性纳米粒子,而且可以降低污泥体积指数等.本文对核壳磁性纳米粒子的制备方法进行了总结,对各类方法进行了简要的说明和对比.本文不仅归纳了这类吸附剂对污染物的去除效果及吸附过程,还对这类吸附剂本身所带来的环境风险进行了简要阐述.另外,对静态磁场这种附加设施对活性污泥的影响进行了说明,最后对核壳磁性纳米粒子的发展方向进行了展望.

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