磁性α-Fe2O3/β-Fe2O3納米復(fù)合材料的制備及其應(yīng)用研究
Preparation and application of magnetic α-Fe2O3/β-Fe2O3 nanocomposites

1.6萬字 33頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


摘 要：本文簡(jiǎn)要介紹了氧化鐵納米材料及其特性，詳細(xì)闡述了磁性氧化鐵納米材料的制備方法、應(yīng)用及表面改性，并根據(jù)磁性氧化鐵納米材料的的研究背景，簡(jiǎn)要論述了本文的研究?jī)?nèi)容、目的和意義。
本文以硝酸鐵為原料，無水乙醇為溶劑，采用快速燃燒和煅燒相結(jié)合的方法制備了磁性α-Fe2O3/β-Fe2O3納米復(fù)合材料；并采用XRD、VSM和BET等手段對(duì)磁性α-Fe2O3/β-Fe2O3復(fù)合材料進(jìn)行了表征，結(jié)果顯示，無水乙醇為20 mL時(shí)，在升溫速率為3℃/min和400℃下煅燒2 h所得。磁性α-Fe2O3/β-Fe2O3納米復(fù)合材料的晶粒粒徑大約為18 nm，其飽和磁化強(qiáng)度達(dá)32 emu/g，比表面積達(dá)19.042 m2/g，其表面孔容積達(dá)0.131 cm3/g，其孔徑主要在10 nm左右；經(jīng)SiO2表面改性后，磁性α-Fe2O3/β-Fe2O3/SiO2納米復(fù)合材料的比表面積高達(dá)308.716 m2/g，約為未改性前的15倍，展現(xiàn)出很好的應(yīng)用前景。
同時(shí)，本文研究了室溫下，磁性α-Fe2O3/β-Fe2O3納米復(fù)合材料對(duì)水溶液中濃度為100-500 mg/L剛果紅的吸附動(dòng)力學(xué)和吸附等溫線。通過對(duì)其一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型、二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和內(nèi)擴(kuò)散模型模擬計(jì)算表明，各種濃度剛果紅在磁性納米復(fù)合材料上的吸附過程符合二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，吸附60 min便可達(dá)到平衡。通過用Langmuir、Freundlich、Temkin和Redlich-Peterson吸附等溫線模型對(duì)其室溫吸附等溫線模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn)，Langmuir和Redlich-Peterson吸附模型可以很好的描述其室溫等溫線，也揭示了其吸附屬于單層吸附。最后，本文研究了pH對(duì)磁性α-Fe2O3/β-Fe2O3納米復(fù)合材料吸附剛果紅的影響，結(jié)果表明，pH對(duì)其吸附影響較大，pH為2時(shí)吸附量很大，當(dāng)pH超過6時(shí)，其吸附量急劇下降，這對(duì)剛果紅在磁性α-Fe2O3/β-Fe2O3納米復(fù)合材料上的解吸提供了科學(xué)依據(jù)。



關(guān)鍵詞：α-Fe2O3/β-Fe2O3；快速燃燒；剛果紅；吸附；表面改性