纳米铁酸盐的合成及处理污水中Cr_6_的研究进展_田喜强

ChinaChemicals化工文摘2009年5期44中国国际化工网www.intchem.netChinaChemicals技术进展纳米铁酸盐的合成及处理污水中Cr6+的研究进展◆田喜强董艳萍赵东江马松艳(绥化学院化学与制药工程系黑龙江绥化152061)摘要:介绍了纳米铁酸盐(MFe2O4，M=Mn，Zn，Co，Ni，La等)的主要制备方法，包括固相法、共沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法、微乳液法、超声波法、自蔓延高温合成法、纳米刻蚀法等，综述了各种处理方法的侧重点及利弊。同时，对应用纳米铁酸盐去除污水中Cr6+离子做了阐述，展望了纳米铁酸盐作为未来污水处理剂的应用前景。关键词:纳米材料；铁酸盐；水处理基金项目:绥化学院科学技术研究项目(K081006)；绥化学院杰出青年基金项目(SJ08004)；分析化学与食品功能成份分析及应用研究创新项目(CX2008002)ProgressonSynthesisMethodsofNanosizedFerriteandtheirTreatmentofCr6+TianXiqiang,DongYanping,ZhaoDongjiang,MaSongyan(DepartmentofChemistryandPharmaceuticalEngineering,SuihuaCollege,Suihua152061)Abstract:Thesynthesismethodsofnanosizedferritewereintroduced,includingsolidphasemethod,coprecipitaionmethod,hydrothermalmethod,sol-gelmethod,microemulsionmediatedprocess,Sonochemicalsynthesismethod,self-propagatinghightemperaturesynthesis,nanocastingmethod,etal.Theadvantagesanddisadvantagesofeachmethodweresummarized.Moreover,itwasdiscussedthatferriteremoveCr6+inwastewater.Thepaperexpectsapplicationprospectsofthenanosizedferriteasafuturewastewatertreatmentagent.Keywords:nanomaterial;ferrite;watertreatment纳米材料是指由纳米量级(1~100nm)的晶态、准晶态和非晶态超微粒构成的固体物质。纳米材料具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应等，因而表现出许多特有的性质，在催化、滤光、光吸收、医药、磁介质等方面有广阔的应用前景[1]。近年来，纳米材料的研究领域迅速拓宽，内涵不断扩展，纳米磁性材料不但具备纳米材料的优点，而且也拥有磁性材料的特点，现已被应用到磁流体技术、磁诱导药物传输等领域[2~6]，已经成为一个新的研究热点。纳米铁酸盐是一类以Fe(III)氧化物为主要成分的复合氧化物，它具有稳定的化学性质，温和的饱和磁场，较大的矫顽力和铁磁性等较好的物理化学性质，因而备受研究者的关注。目前，纳米铁酸盐在化工生产中已被广泛应用，例如：医学靶向给药[7]、电子技术[8,9]、催化剂[10]、吸附分离[11]。近年来，随着工业的迅猛发展，铬及其化合物被广泛应用到电镀、制革、染料、化工、冶金、摄影等工业生产中，这些工业的废水中含有大量的Cr6+[12~14]。Cr6+在有机体中充当着致癌剂、有机体突变诱导剂、制畸剂，Cr6+对有机生物体的危害特别大，USEPA已把铬列为对水源的高毒性污染物，因而去除水中的Cr6+是相当重要的。综述了纳米铁酸盐的主要合成方法，包括固相法、共沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法、微乳液法、超声波法、自蔓延高温合成法、纳米刻蚀合成法，说明了各自的优缺点，同时对采用纳米铁酸盐去除污水中Cr6+的吸附磁性分离法做了阐述。1纳米铁酸盐的合成方法1.1固相法固相法是通过2种金属氧化物混合，再经过高温处理合成的方法。首先选择高活性前驱体合成产物，在纳米铁酸盐合成中，选用的活性前驱体一般为两种或几种金属相应的氧化物，如Fe2O3，CoO，NiO等。文献[15]采用该法合成了纳米CoFe2O4，得到的CoFe2O4粉末的平均粒径为纳米级，具有顺磁性，但高温处理后晶粒表现为亚铁磁性，说明合成的产物有较大的结构缺陷。固相法制备工艺简单、易于控制化学组成，但能耗较大、反应时间较长，而且所得晶粒缺陷多、45ChinaChemicals技术进展中国国际化工网www.intchem.net化工文摘20