研究报告

  • 王雪,孟令友,代莹,邹金龙.Fe3O4@SiO2-NH2磁性复合材料对水中单宁酸的吸附性能研究[J].环境科学学报,2013,33(8):2193-2198

  • Fe3O4@SiO2-NH2磁性复合材料对水中单宁酸的吸附性能研究
  • Adsorption of tannic acid from water by Fe3O4@SiO2-NH2 magnetic composites
  • 基金项目:国家自然科学基金青年基金项目(No.51108162);国家自然科学基金国际合作与交流项目(No.51210105014);中国博士后面上资助项目(No.20110491121);黑龙江省博士后面上资助项目(No.LBH-Z10048);黑龙江省研究生创新科研项目(No.YJSCX2012-323HLJ)
  • 作者
  • 单位
  • 王雪
  • 黑龙江大学功能无机材料化学教育部重点实验室, 哈尔滨 150080
  • 孟令友
  • 黑龙江大学功能无机材料化学教育部重点实验室, 哈尔滨 150080
  • 代莹
  • 黑龙江工程学院土木工程系, 哈尔滨 150050
  • 邹金龙
  • 1. 黑龙江大学功能无机材料化学教育部重点实验室, 哈尔滨 150080;
    2. 黑龙江大学高效转化的化工过程与技术教育厅重点实验室, 哈尔滨 150080
  • 摘要:通过简单方法制备出Fe3O4@SiO2-NH2磁性复合材料,并利用XRD、FT-IR、VSM和SEM等手段对其物理化学性质进行了表征,最后对水中单宁酸进行了吸附性能研究.结果表明,所制备复合材料上的氨基基团(N—H的特征吸收峰出现在1549.53 cm-1)能够与单宁酸上的酚羟基反应,使—NH2质子化形成NH+3,并利用良好的磁性(42.5 emu·g-1)使单宁酸从水中分离去除;对单宁酸的吸附符合Langmuir吸附模型和拟二级吸附动力学方程;在pH=6时,基于氢键和静电吸附的协同作用,吸附能力达到最强,为85.18 mg·g-1(吸附温度为25℃,吸附时间为60 min).研究证实,Fe3O4@SiO2-NH2磁性复合材料与Fe3O4@SiO2和SiO2相比,对单宁酸有更好的吸附性能,同时通过外磁场可以达到固液分离的效果.
  • Abstract:Fe3O4@SiO2-NH2 magnetic composites was prepared by a simple method, and its physical and chemical properties were characterized by XRD, FT-IR, VSM and SEM. Fe3O4@SiO2-NH2 magnetic composites exhibited a high adsorption capacity for aqueous tannic acid (TA). Amino group (N—H characteristic peaks at 1549.53 cm-1) on the composites can react with phenolic hydroxyl group of the TA and protonate the —NH2 to form of NH+3. After adsorption, the composites (42.5 emu·g-1) were separated from the water by the external magnet. Adsorption of TA on the composites can be described by Langmuir adsorption model and pseudo-second adsorption kinetics. Base on the electrostatic force and the hydrogen bonding interaction at the pH=6, the maximum adsorption capacity (85.18 mg·g-1) of this composites was obtained (25℃ and 60 min). Results confirmed that TA can be effectively adsorbed by Fe3O4@SiO2-NH2 magnetic composites, and the solid-liquid separation can be achieved by the external magnetic field.

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