| 超顺磁性纳米Fe3O4@SiO2功能化材料对镉的吸附机制 |
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| 引用本文： | 张立志,易平,方丹丹,王强.超顺磁性纳米Fe3O4@SiO2功能化材料对镉的吸附机制[J].环境科学,2021,42(6):2917-2927. |
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| 作者姓名： | 张立志 易平 方丹丹 王强 |
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| 作者单位： | 西南大学资源环境学院, 重庆 400716;重庆市农业资源与环境研究重点实验室, 重庆 400716 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划项目（2017YFD0801005） |
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| 摘 要： | 含镉废水的处理对于重金属镉的排放控制具有重要的意义.通过共沉淀法制备出了超顺磁性纳米Fe3O4@SiO2功能化材料（MFS），采用等温吸附实验和动力学实验方法研究了MFS对Cd2+的吸附热力学和动力学特征，并借助BET、XRD和SEM等结构表征研究了MFS对Cd2+吸附过程及机制.结果表明，MFS对Cd2+有较好的吸附效果，Langmuir方程能极好地描述吸附等温特征，最大吸附容量值为69.49 mg·kg-1；吸附反应的自由能变ΔG、焓变ΔH和熵变ΔS表明MFS材料对Cd2+的吸附是自发、吸热和熵增的过程；反应体系最佳初始pH为7；溶液中的Mg2+、SO42-、Ca2+和NO3-这4种干扰离子对吸附反应存在一定的抑制作用；拟二级动力学模型表明MFS对Cd2+的吸附过程分为快速的外扩散阶段与缓慢的内扩散阶段；MFS吸附Cd2+后经洗脱再生，材料重复使用3次后对Cd2+去除率仍达73%以上.BET、XRD、FTIR和VSM结构表征表明SiO2成功修饰在Fe3O4表面，MFS主要成球状，平均粒径为38.7 nm，饱和磁化强度为85.38 emu·g-1；XRD、EDS和XPS图谱揭示Cd2+被成功吸附到材料上，主要机制为Cd2+与材料表面的—OH发生配位反应.
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| 关 键 词： | 镉污染 磁性纳米Fe3O4@SiO2功能化材料(MFS) Cd2+ 吸附 机制 |
| 收稿时间： | 2020/10/3 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2020/11/27 0:00:00 |
Adsorption Mechanism of Cadmium by Superparamagnetic Nano-Fe3 O4@SiO2 Functionalized Materials |
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| ZHANG Li-zhi,YI Ping,FANG Dan-dan,WANG Qiang.Adsorption Mechanism of Cadmium by Superparamagnetic Nano-Fe3 O4@SiO2 Functionalized Materials[J].Chinese Journal of Environmental Science,2021,42(6):2917-2927. |
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| Authors: | ZHANG Li-zhi YI Ping FANG Dan-dan WANG Qiang |
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| Institution: | College of Resources and Environment, Southwest University, Chongqing 400716, China;Key Laboratory of Agricultural Resources and Environment of Chongqing, Chongqing 400716, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | cadmium pollution superparamagnetic nano-Fe3O4@SiO2 functionalized materials (MFS) Cd2+ adsorption mechanism |
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