巯基功能化镁层状硅酸盐复合材料的构筑及其催化还原性能研究

摘要

通过原位合成法将银纳米粒子和Fe_(3)O_(4)磁性纳米粒子负载于巯基功能化镁层状硅酸盐(MgSH)上,制备得到Fe_(3)O_(4)@MgSH/Ag纳米复合材料。通过SEM、XRD、FTIR等手段对复合材料进行了表征,并考察了Fe_(3)O_(4)@MgSH/Ag催化NaBH4还原4-硝基苯酚(4-NP)的性能。研究结果表明,Fe_(3)O_(4)@MgSH/Ag保留了巯基黏土具有的疏松多孔结构,且银纳米粒子和Fe_(3)O_(4)纳米粒子均匀负载于MgSH表面。通过动力学分析可知,Fe_(3)O_(4)@MgSH/Ag催化NaBH_(4)还原4-NP的反应遵循准一级反应动力学规律,其表观速率常数kapp为0.1608 min^(-1),并可在10 min内使溶液中0.5 mmol/L 4-NP的降解率达到98%以上,说明Fe_(3)O_(4)@MgSH/Ag具有高效的催化性能。此外,由于Fe3O4的存在,该材料还可通过磁性回收利用,经过6次重复使用后,4-NP的降解率仅变化了6%,说明Fe_(3)O_(4)@MgSH/Ag在催化还原4-NP中显示出了高效性和可循环使用性。