Fe3O4纳米粉体的制备及其脱除亚甲基蓝性能
2021-11-13黄逸鹤郑合胜徐泽忠韩成良
吴 斌,黄逸鹤 ,郑合胜,徐泽忠,韩成良
(合肥学院a.能源材料与化工学院;b.分析测试中心,合肥 230601)
0 引 言
基于吸附和催化去除环境污染物是非常重要和有效的技术,该技术的关键是获取高性能的吸附剂和催化剂。[1-4]Fe3O4纳米材料具有易分离和类芬顿催化特性,且具有结构稳定、易分离和可循环利用。[5]因此,制备高性能Fe3O4纳米材料一直是研究和应用的热点。
首先,共沉淀法[6]是目前制备Fe3O4最普遍的方法,通常是把Fe3+和Fe2+以2:1的比例或者更高的比例均匀混合,然后调节pH值至沉淀生成,最后通过磁分离、洗涤、干燥获得纳米Fe3O4粉体。Victor,Kirillov等[7],利用共沉淀法制备了形态大小可控的磁性纳米Fe3O4颗粒,其机理简述如下:
Fe2++2Fe3++8OH-→Fe3O4+4H2O
该种方法制备出来的四氧化三铁纯度高、粒度分布均匀,而且分散性好,只是在用此方法制备目标产物时,影响因素繁多,如pH值、反应温度、加入沉淀剂的方式以及沉淀剂种类等等,因此难以实现规模化生产。
其次,部分还原法是制备Fe3O4纳米材料的另一个重要方法。[8-10]即利用还原剂对Fe3+的还原作用,将三分之一的Fe3+还原成Fe2+,使得Fe3+和Fe2+以2:1的比例在碱性环境下沉淀,通过加热、除杂和干燥等过程即可获得目标产物从而获得产物,反应过程可表示如下:
部分还原法制备纳米Fe3O4,有着原料简单,形态可控,反应速度可控的优点。但是还原剂的选择和用量,反应条件等方面难以控制。
此外,氧化法是取一定量的Fe2+溶液于反应容器中,在充分搅拌的情况下加入一定量碱,使之变成Fe(OH)2,在保持强碱的环境下,添加适当的氧化剂,将三分之二的Fe(OH)2氧化,最终获得产物。……
