表面改性Fe3O4磁性材料对Sr(Ⅱ)和Th(Ⅳ)的选择性研究

本论文以溶剂热还原法合成的粒度约400 nm的Fe3O4微球为基体,表面包覆一层SiO2,接枝硅烷偶联剂AAAPTS后,分别嫁接功能性官能团吡啶-2-甲醛和丁二酸酐,制得Fe3O4-SiO2-AAAPTS-Py(后面简写为Py-Fe3O4)和Fe3O4-SiO2-AAAPTS-Di(后面简写为Di-Fe3O4)两种磁性吸附剂。之后用傅立叶红外(FT-IR)、粉末X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、振动样品强磁剂(VSM)等方法对样品的物理性质进行表征,解释了其组成成分、结构性质、表面形貌与粒径,以及相关的磁学性质。本文采用静态法研究了振荡时间、溶液pH、离子强度、温度等因素对PyFe3O4吸附Sr(Ⅱ)和Di-Fe3O4吸附Th(Ⅳ)的影响。实验结果表明:溶液pH和离子强度对吸附行为影响很大。随着pH值的增加,Sr(Ⅱ)在Py-Fe3O4上的吸附量先增加后缓慢减少,并在pH约为6时达到最大,此外离子强度的增加会使低pH范围内的吸附量减少,在pH>6.5之后,Sr(Ⅱ)在Py-Fe3O4上的吸附量几乎不受离子强度的影响;而Th(Ⅳ)在Di-Fe3O4上的吸附百分数随pH值的增加先迅速上升,当pH达到4后吸附量最大且保持不变。随着振荡时间的增加,Py-Fe3O4对Sr(Ⅱ)的吸附百分数先增加,后于72 h达到吸附平衡,而Di-Fe3O4对Th(Ⅳ)的吸附在12 h后即可达到平衡,假二级动力学模型均可很好得拟合两者的吸附行为。Langmuir和Freundlich模型均较好地拟合了不同温度下的吸附等温线,从算得的热力学参数值可以看出,室温下?H0>0,?G0>0,当温度升高至45 0C和65 0C时,?H0>0,?G0<0,说明Sr(Ⅱ)在Py-Fe3O4上的吸附过程是吸热的,且随着温度的升高,自发趋势增加;而25 0C,35 0C,45 0C下,?H0>0,?G0<0,说明Th(Ⅳ)在Di-Fe3O4上的吸附过程是自发的、吸热的,升温有利于吸附。

Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>; 磁性; SiO<sub>2</sub>; 吸附; Sr(Ⅱ); Th(Ⅳ);

钱丽娟;

O647.3

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