封温俐,洪珍珍,郭静,巩帅,张扬,牛志睿.新型球形介孔锰锌铁氧体的制备、表征及对亚甲基蓝的吸附特性[J].环境科学学报,2020,40(2):510-519
新型球形介孔锰锌铁氧体的制备、表征及对亚甲基蓝的吸附特性
- Synthesis and characterization of novel spherical mesoporous Mn-Zn ferrite and its adsorption properties of methylene blue
- 基金项目：国家自然科学基金（No.21866031）；陕西省自然科学基础研究计划项目（No.2018JM2054）；陕西省教育厅专项科研计划项目（No.18JK0879）；延安大学博士科研启动项目（No.YDBK2017-03）；延安大学引导项目（No.YDY2017-10）；延安大学大创项目（No.D2017106）
- 封温俐
- 延安大学石油工程与环境工程学院, 延安 716000
- 洪珍珍
- 延安大学石油工程与环境工程学院, 延安 716000
- 郭静
- 延安大学石油工程与环境工程学院, 延安 716000
- 巩帅
- 延安大学石油工程与环境工程学院, 延安 716000
- 张扬
- 延安大学石油工程与环境工程学院, 延安 716000
- 牛志睿
- 延安大学石油工程与环境工程学院, 延安 716000
- 摘要：以废旧锌锰电池生物浸提液为前驱体、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为结构导向剂，采用水热法制备了一种新型球形介孔锰锌铁氧体（P-MZF）.同时，利用扫描电镜（SEM）、比表面积（SBET）、X-射线衍射（XRD）、高分辨透射电镜（HRTEM）、选区电子衍射（SAED）、红外光谱分析（FT-IR）、X射线光电子能谱分析（XPS）和磁滞回线（VSM）等表征分析了制备的材料，并研究了其对亚甲基蓝（MB）的吸附特性.结果表明，相比于无PVP制备的样品，P-MZF的比表面积SBET（126.7 m2·g-1）、活性点位的增加大幅提升了对MB的化学吸附能力；吸附动力学和热力学分析表明，Pseudo second-order和Langmuir模型适合描述其对MB的吸附行为.此外，经过5次循环吸附-醇洗再生，P-MZF对MB的吸附效率仍可维持在93%以上.制备的P-MZF具有高吸附和磁回收简便的优点.
- Abstract：A novel spherical mesoporous Mn-Zn ferrite (P-MZF) was prepared via hydrothermal method using the bioleachate of waste Mn-Zn batteries as precursor and polyvinylpyrrolidone (PVP) as structure-directing agent. The sample was characterized by SEM, SBET, XRD, HRTEM, SAEM, FT-IR, XPS and VSM, and its adsorption properties of methylene blue (MB) was studied. Compared with the sample prepared without PVP, the increases of SBET (126.7 m2·g-1) and active site for P-MZF have greatly improved the chemical adsorption capacity of MB. The adsorption kinetics and thermodynamic results show that the adsorption behavior of P-MZF for MB was well represented by the pseudo-second-order and the Langmuir equations. In addition, the adsorption efficiency of P-MZF for MB could still be kept above 93% after 5 cycles of reuse, including five alcohol washing. Overall, the as-prepared P-MZF has the advantages of high adsorption and simple magnetic separation.
