殼-核結(jié)構(gòu)鐵錳磁性吸附材料制備及對水中重金屬離子Cu2+、Pb2+吸附效能研究.pdf

1、重金屬是工業(yè)廢水中的重要組分之一。重金屬一旦進入環(huán)境中,不能被降解,即使微量重金屬也會隨著食物鏈富集積累,濃度不斷礦大,使重金屬污染加劇,破壞生態(tài)平衡,最終危害人類健康。用吸附法處理重金屬是目前研究的熱點之一。錳氧化物因其具有比表面積大,等電點低,表面羥基豐富等特點,對水中的重金屬具有較強的吸附能力。利用錳氧化物去除水中重金屬的研究引起了人們的興趣。但由于其粒徑較小,在實際應用中存在固液分離困難、易流失等問題,由此提出錳氧化物與磁性的鐵

2、氧化物結(jié)合,以期得到的吸附劑能夠同時具有良好的重金屬吸附效能及磁分離性能。本研究采用共沉淀法合成了具有殼-核結(jié)構(gòu)的磁性納米吸附劑Fe3O4/MnO2和Fe-Mn/MnO2,對兩種吸附劑的表面形態(tài)結(jié)構(gòu)、比表面積與飽和磁化強度進行了系統(tǒng)表征,并研究了對水中鉛、銅離子的吸附去除效能。
　　研究結(jié)果表明,Fe3O4/MnO2和Fe-Mn/MnO2均為納米級細小顆粒,具有尖晶石結(jié)構(gòu),飽和磁化強度(VSM)分析表明Fe3O4/MnO2和Fe-

3、Mn/MnO2顆粒的比飽和磁化強度分別為54.7A·m2·kg-1、35.1A·m2·kg-1,均具有良好的磁性,可以方便快速地進行磁分離回收;BET比表面積分別為76.5m2·g-1、113.3m2·g-1,適用于吸附研究。
　　吸附實驗表明,兩種吸附劑對Cu2+和Pb2+具有良好的去除效果(特別是在低平衡濃度情況下)。在pH=5.0時,Fe3O4/MnO2和Fe-Mn/MnO2對Cu2+的飽和吸附量分別為21.6、33.6mg

4、·g-1,對Pb2+的飽和吸附量分別為142.0、261.1mg·g-1,兩種吸附劑對Cu2+和Pb2+吸附過程符合Langmuir吸附等溫式。吸附劑對Cu2+和Pb2+的吸附動力學過程可分為快速和慢速兩個階段,其吸附過程符合準二級反應動力學模型。Cu2+和Pb2+的吸附量隨著溶液pH值升高而增大,而溶液離子強度的變化對Cu2+和Pb2+吸附效果的影響則不大。研究結(jié)果表明,Fe3O4/MnO2和Fe-Mn/MnO2對金屬離子Cu2+和P