新型Fe3O4@SiO2-IDA@NH2-MIL-101(Al)@PPy复合纳米材料的制备及其对水中刚果红的去除

摘要

基于Fe3O4的外磁场响应性、NH2-MIL-101(Al)较大的比表面积及聚吡咯(PPy)分子表面丰富的官能团,通过共价键及原位聚合方法,制备了一种高效、稳定的新型Fe3O4@SiO2-IDA@NH2-MIL-101(Al)@PPy纳米复合材料,研究了该复合材料对水中有机染料刚果红的去除.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱仪和振动样品磁强计对材料进行了表征.研究了溶液pH、温度、初始质量浓度和离子强度对刚果红吸附效果的影响,探讨了其吸附机理.结果表明,在溶液pH=7,温度308.15 K时,Fe3O4@SiO2-IDA@NH2-MIL-101(Al)@PPy纳米复合材料对刚果红的吸附效果最优,吸附量可达289.18 mg/g.吸附机理主要为静电作用和π-π共轭效应.该吸附反应分别符合准二级动力学速率方程及Langmuir等温吸附模型,为自发不可逆的、无序的吸热过程.