摘要
Cr(Ⅵ)是一种高毒性的重金属,对生物有着致癌、致畸、致突变的作用,如何处理进入生态系统中的铬一直是环境和材料领域的重要课题.到目前为止,应用于铬处理的技术主要有吸附、化学沉淀、离子交换、超滤、反渗透和生物吸附等.纳米磁铁矿在处理Cr(Ⅵ)时不仅可以将其去除,还可以将其还原从而降低其毒性。本实验中以海泡石为负载材料,采取Fe2+和Fe3+共沉淀的策略,以氢氧化钠为沉淀剂,在乙二醇和水的混合体系中,通过微波加热,成功制备出具有良好分散性的纳米磁铁矿-海泡石复合材料。采用扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM),X射线粉末衍射(XRD),能谱(EDX),X射线光电子能谱(XPS)等手段对所得材料进行表征,并且测试了其对Cr(Ⅵ)的还原吸附性能,铬离子浓度采用电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)和电感耦合等离子体-质谱(ICP-MS)进行测定。在复合材料体系中,海泡石作为负载材料对纳米磁铁矿起到很好的分散效果,但对Cr(Ⅵ)几乎没有吸附效果,对Cr(Ⅵ)的吸附容量也较低,负载的纳米磁铁矿对Cr的去除起到了主要作用。XPS对吸附前后铬的价态分析表明,高毒性的Cr(Ⅵ)被磁铁矿还原为了低毒性的Cr(Ⅵ)。对海泡石负载纳米磁铁矿吸附Cr(Ⅵ)数据进行热力学模型拟合发现,Redlich-Peterson和Langmuir吸附等温线更适合模拟实验数据,表明纳米磁铁矿对Cr(Ⅵ)的吸附表现为单层吸附。考虑到吸附前后复合材料所具有的磁性,以及微波法的简易性,海泡石负载纳米磁铁矿在水污染处理中有着良好的应用前景。