Fe_3O_4磁性纳米颗粒外包腐植酸用于有效去除水中重金属

作     者：Liu Jingfu Zhao Zongshan Jiang Guibin 任翠领 Liu Jingfu;Zhao Zongshan;Jiang Guibin;Ren Cuiling

作者机构：中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室北京100085 兰州大学化学化工学院兰州730000 

出 版 物：《腐植酸》 (Humic Acid)

年 卷 期：2015年第4期

页      面：30-36页

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主　　题：腐植酸 Fe3O4 磁性纳米颗粒 去除 重金属 

摘      要：本研究合成了腐植酸(HA)包裹的Fe3O4纳米颗粒(Fe3O4/HA)并将其用于去除水中的重金属离子,包括Hg(I)、Pb(I)、Cd(I)和Cu(I)。以价格低廉、环境友好的铁盐和腐植酸为原料,通过共沉淀方法制备Fe3O4/HA。TOC和XPS的分析结果表明所制备的Fe3O4/HA中约含有11%(w/w)的叶酸,它是含O和N-官能团丰富的组分。TEM成像和激光颗粒尺寸分析证实所制备的Fe3O4/HA(Fe3O4内核约为10 nm)在水溶液中团聚并形成了平均水和半径约为140 nm的聚集体,饱和磁化强度为79.6 emu/g,这种Fe3O4/HA材料在低磁场梯度下几分钟内就可以从水溶液中分离。Fe3O4/HA对重金属离子的吸附在15分钟内就可以达到平衡,其吸附行为符合朗格缪尔吸附模型,且最大吸附容量在46.3~97.7 mg/g范围内。制备的Fe3O4/HA在自来水、天然水、0.1 M HCl和2 M Na OH的酸/碱溶液中都很稳定,Fe(≤3.7%)和HA(≤5.3%)的泄漏率很低。在最优条件下,Fe3O4/HA纳米材料能够去除天然水和自来水中超过99%的Hg(II)和Pb(II)以及超过95%的Cu(II)和Cd(II)。Fe3O4/HA吸附的重金属离子泄露回水溶液的量几乎可以忽略。