羧甲基纤维素/Fe_3O_4复合纳米磁性材料的制备、表征及吸附性能的研究  被引量:29

Preparation,Characterization and Adsorbability of Magnetic Carboxymethyl Cellulose/Fe_3O_4 Nano-Composite Particles

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作  者:曹向宇[1] 李垒[2] 陈灏[3] 

机构地区:[1]辽宁大学生命学院,沈阳100036 [2]北京市水利科学研究所,北京100048 [3]中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室,北京100085

出  处:《化学学报》2010年第15期1461-1466,共6页Acta Chimica Sinica

基  金:国家自然科学基金(No20537020)资助项目

摘  要:采用改进的氧化沉淀法在羧甲基纤维素(CMC)体系中制备了以磁性纳米Fe3O4为核心,外层包覆羧甲基纤维素的复合磁性纳米材料.用透射电镜、X射线衍射、红外光谱、Zeta电位和震动样品磁强计对复合纳米Fe3O4进行了表面形貌、结构和磁学的表征.在此基础上研究了复合纳米Fe3O4对Cu2+的吸附性能,探讨了溶液pH、反应时间和Cu2+的初始浓度对其吸附性能的影响.实验结果表明,复合Fe3O4粒子为反尖晶石型,平均粒径在40nm左右,羧甲基纤维素在Fe3O4粒子表面是化学吸附,复合Fe3O4粒子的饱和磁化强度为36.74emu/g,在中性溶液中Cu2+的吸附量最高,吸附平衡时间为1.5h,二级动力学模型能够很好地拟合吸附动力学数据,吸附等温数据符合Langmuir模型.复合纳米Fe3O4对Cu2+的吸附机理主要为表面配位反应。CMC-Fe3O4 nano-composite particles were prepared in the carboxymethyl cellulose(CMC) solution by a modified oxidation deposition method,and characterized by TEM,XRD,IR,ZP(zeta potential) and VSM(vibrating sample magnetometer).The adsorption of Cu^2+ on CMC-Fe3O4 was further researched.Different pH,reaction time and Cu^2+ initial concentration affecting adsorption of CMC-Fe3O4 was studied.The results show that CMC-Fe3O4 is inverse spinel structure;the particle size is 40 nm on an average and dispersed homogeneously in water.Carboxymethyl cellulose molecules are chemically adsorbed on the surface of Fe3O4 nano-particles.Its saturation magnetization is 36.74 emu/g.The maximum adsorption for Cu^2+ occurred at pH=7 in water.The adsorption equilibrium time was reached in 1.5 h.The adsorption kinetics and isotherm data were well described by pseudo-second-order equation and Langmuir isotherm models,respectively.The adsorption mechanism of Cu^2+ was main complexation reaction.

关 键 词:氧化沉淀法 羧甲基纤维素 纳米FE3O4 磁性粒子 

分 类 号:TB383.1[一般工业技术—材料科学与工程]

 

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