论文部分内容阅读
磁性氧化铁微粒在磁记录材料、催化剂、磁流体、微波吸收剂和生物医药等方面已有广阔的应用前景,纳米磁性材料已成为了当今国际研究的热点之一。目前,尽管已有多种制备技术被报道,然而能够满足工业化生产条件的技术还不多见。因此,磁性氧化铁纳米粒子的简易且环境友好型合成方法倍受瞩目。本文研究了纳米四氧化三铁(Fe304)的新型制备方法及其吸附性能。该方法的优点是,(1)制备工艺简单,一步可以得到Fe3O4,(2)所用原料的种类少(只用尿素铁和乙醇),且无毒性。首先,采用热分解法以尿素铁为原料,制备了Fe304纳米粒子,并通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、X光光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)、N2吸附-脱附(BET法)、磁性测定(VSM法)等分析测试手段对其进行了表征。该方法制备的Fe304纳米粒子平均粒径在20-100nm范围内,具有强磁性。平均粒径与磁性随着反应温度与时间的增大有增大现象,表明通过控制反应温度与时间,可制备出粒径与磁性可控的Fe304纳米粒子。其次,采用溶剂热法以尿素铁为原料,乙醇作为溶剂,制备了Fe304纳米粒子,并通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、X光光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)、N2吸附-脱附(BET法)、磁性测定(VSM法)等分析测试手段对其进行了表征。结果表明,该方法制备的Fe304纳米粒子平均粒径大约为10nm,最大比表面积达到136m2/g,并具有介孔结构和超顺磁性；平均粒径与磁性随着反应时间的增大而增大。最后,研究了Fe304纳米粒子对水中六价铬离子的吸附性能。Fe304纳米粒子对六价铬离子的吸附性能较好,如吸附速度快、吸附量大等,吸附30min时吸附量达到了平衡,吸附速率符合bangham吸附速率方程。随着初始浓度的增大,Fe304纳米粒子对六价铬离子的吸附量也增大并逐渐趋于饱和,其最大吸附量为15.5mg/g。随着溶液pH值的减小吸附量与吸附率有明显的增大现象。Fe304纳米粒子对水中六价铬离子的吸附可用Langmuir和Freundilich等温方程来描述,且吸附剂可重复利用。