纳米Fe3O4及Ni2+参杂Fe3O4的制备、表征及吸附Pb(Ⅱ)的特性

摘要

采用一种改进的共沉淀法制备了纳米磁铁矿(Fe3O4)及Ni2+掺杂磁铁矿(NixFe3O4,x=0.1,0.3,0.6),用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮气物理性吸附、酸碱滴定等手段对产物进行了表征,用平衡吸附法研究了4种样品对Pb(Ⅱ)离子的吸附容量及吸附模型.结果表明,Fe3O4和3种NixFe3-xO4均为近似球形的单相晶质纳米颗粒;与Fe3O4比较,NixFe3O4的颗粒尺寸变小、表面电荷零点和pH=5.0时的表面正电荷量降低;样品的孔体积、比表面积和表面分形度以及表面羟基含量都随产物中Ni2+掺杂量的增加而升高.4种样品对Pb(Ⅱ)的等温吸附数据均适合用Langmuir模型拟合(R2=0.9942～0.9858),其相关系数的大小表现为:Fe3O4＞Ni01Fez9O4＞Nia3Fez7O4=Ni0.6Fe2.4O4; Freundlich模型对样品等温吸附Pb(Ⅱ)的实验数据拟合度较低(R2=0.981 3～0.947 7),4种样品的Freundlich相关系数的大小关系与Langmuir相关系数相反.初始pH=5.0时,Fe3O4,Nin1Fez9O4,Ni0.3Fez7O4和Ni0.6Fez4O4对pb(Ⅱ)的最大吸附容量分别为6.02,6.68,7.29和8.34 mg·g-1.可见,NixFehO4(尤其是Ni2+掺杂量较高的产物)对水环境中重金属Pb(Ⅱ)的去除能力明显高于Fe3O4.