不同尺寸纳米针铁矿表面性质及其对Cr(Ⅵ)吸附量的比较

摘要

为增进对纳米矿物在控制污染物环境行为方面的认识,通过控制Fe(Ⅲ)/OH-摩尔浓度比、老化温度,合成了尺寸大小依次为10.1、24.5、36.4 nm的针铁矿,利用XRD、HRTEM、ζ-电位和ATR-FTIR等表面分析技术研究了它们晶体结构和表面性质的差异,并比较了它们对Cr(Ⅵ)吸附量的大小.XRD分析发现10.1 nm针铁矿结晶度较低,某些晶面发育不完整.在结晶过程中,所有样品均出现某些相互平行晶面彼此粘连的晶筹现象.针铁矿体相羟基(υ¨)伸缩振动、(001)晶面上羟基(δOH)面内和面外弯曲、Fe-O对称伸缩振动频率分别在3140、892、795、630 cm-1左右.10.1 nm样品表面ζ-电位和等电点(PZC)均比其他2个样品的高,说明其表面正电荷数量最多,并表现为对Cr(Ⅵ)吸附量最大.针铁矿吸附Cr(Ⅵ)后,表面ζ-电位显著降低.同时,表面吸附态Cr(Ⅵ)红外振动频率与溶液离子态有明显不同,反映针铁矿对Cr(Ⅵ)吸附方式以专性吸附为主.