磁性α-fe2o3β-fe2o3纳米复合材料的制备及其应用研究.doc

磁性α-Fe2O3/β-Fe2O3纳米复合材料的制备及其应用研究
Preparation and application of magnetic α-Fe2O3/β-Fe2O3 nanocomposites

1.6万字 33页 原创作品，已通过查重系统


摘 要：本文简要介绍了氧化铁纳米材料及其特性，详细阐述了磁性氧化铁纳米材料的制备方法、应用及表面改性，并根据磁性氧化铁纳米材料的的研究背景，简要论述了本文的研究内容、目的和意义。
本文以硝酸铁为原料，无水乙醇为溶剂，采用快速燃烧和煅烧相结合的方法制备了磁性α-Fe2O3/β-Fe2O3纳米复合材料；并采用XRD、VSM和BET等手段对磁性α-Fe2O3/β-Fe2O3复合材料进行了表征，结果显示，无水乙醇为20 mL时，在升温速率为3℃/min和400℃下煅烧2 h所得。磁性α-Fe2O3/β-Fe2O3纳米复合材料的晶粒粒径大约为18 nm，其饱和磁化强度达32 emu/g，比表面积达19.042 m2/g，其表面孔容积达0.131 cm3/g，其孔径主要在10 nm左右；经SiO2表面改性后，磁性α-Fe2O3/β-Fe2O3/SiO2纳米复合材料的比表面积高达308.716 m2/g，约为未改性前的15倍，展现出很好的应用前景。
同时，本文研究了室温下，磁性α-Fe2O3/β-Fe2O3纳米复合材料对水溶液中浓度为100-500 mg/L刚果红的吸附动力学和吸附等温线。通过对其一级动力学模型、二级动力学模型和内扩散模型模拟计算表明，各种浓度刚果红在磁性纳米复合材料上的吸附过程符合二级动力学模型，吸附60 min便可达到平衡。通过用Langmuir、Freundlich、Temkin和Redlich-Peterson吸附等温线模型对其室温吸附等温线模拟计算发现，Langmuir和Redlich-Peterson吸附模型可以很好的描述其室温等温线，也揭示了其吸附属于单层吸附。最后，本文研究了pH对磁性α-Fe2O3/β-Fe2O3纳米复合材料吸附刚果红的影响，结果表明，pH对其吸附影响较大，pH为2时吸附量很大，当pH超过6时，其吸附量急剧下降，这对刚果红在磁性α-Fe2O3/β-Fe2O3纳米复合材料上的解吸提供了科学依据。



关键词：α-Fe2O3/β-Fe2O3；快速燃烧；刚果红；吸附；表面改性