纳米铁酸锰的合成及其在污水处理中的应用_田喜强

Synthesisofnano-manganeseferriteanditsapplicationtowastewatertreatmentTianXiqiang，DongYanping，ZhaoDongjiang，QiaoXiuli，ChiYunchao，MaSongyan（DepartmentofChemistryandPharmaceuticalEngineering，SuihuaCollege，Suihua152061，China）纳米铁酸锰的合成及其在污水处理中的应用田喜强，董艳萍，赵东江，乔秀丽，迟云超，马松艳（绥化学院化学与制药工程系，黑龙江绥化152061）［摘要］以乙二醇为有机溶剂，Mn（NO3）2·4H2O和Fe（NO3）3·9H2O为无机源，采用简单的溶胶-凝胶法合成了纳米铁酸锰溶胶，将其分别在550、600、650℃焙烧2h得到不同温度下的铁酸锰纳米粒子。通过XRD、TG、SEM、比表面积测定等对纳米铁酸锰样品进行了表征。结果表明，随着焙烧温度的增加XRD衍射峰的宽度逐渐变窄，表明样品的结晶度变好；样品具有较大的比表面积，且比表面积随温度的升高而下降。作者同时研究了吸附时间、pH等条件对纳米铁酸锰去除水源高毒性污染物Cr6+的影响。结果显示，550℃焙烧的铁酸锰样品对Cr6+的去除效果最好。［关键词］溶胶-凝胶法；纳米材料；铁酸锰；水处理［中图分类号］TQ085+.4［文献标识码］A［文章编号］1005-829X（2010）12-0070-04Abstract：TheSolofMnFe2O4hasbeensynthesizedwithglycolasorganicsolventandMn（NO3）2·4H2OandFe（NO3）3·9H2Oasinorganicsourcesbythesimplesol-gelprocess.Then，thenano-structuredMnFe2O4parti-clescanbeobtainedwhencalcinedat550，600，650℃，respectivelyfor2h.Thenano-structuredMnFe2O4samplecanbecharacterizedbyXRD，TG，SEM，BET.TheXRDcharacterizationshowsthatthewidthofXRDdiffractionpeakgetsnarrowwiththeincreaseofcalcinedtemperature，whichindicatesthecrystallinityhasimproved.TheSBETofsamplesarelarger，and，moreover，theSBETdecreaseswiththeincreasingtemperature.Theeffectofadsorptiontime，pH，etc.ontheremovalefficiencyofhighlypoisonouspollutant，Cr6+fromthewatersourcebynano-structuredmanganeseferriteisstudied.Theresultsindicatethatmanganeseferritesamplecalcinedat550℃hasthehighestCr6+removalrate.Keywords：sol-gelmethod；nanophasematerials；manganeseferrite；watertreatment［基金项目］绥化学院杰出青年基金项目（SJ10012）；绥化学院分析化学与食品功能成份分析及应用研究创新团队项目（CX2008002）第30卷第12期2010年12月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol.30No.12Dec.，2010纳米结构的尖晶石型铁酸盐已逐渐成为电子、磁存储、磁流体等技术的重要材料。例如，作为药物靶向给药、磁共振影像〔1-3〕。铁酸锰为软磁性半导体材料，作为尖晶石家族中的重要一员，铁酸锰已被应用到磁存储和生物技术等领域〔4-5〕，以及吸附分离领域，如吸附分离Cr（Ⅵ）〔6〕。铁酸锰的合成方法主要包括气相沉积法、共沉淀法、水热合成法、超声化学法、有机物自动燃烧法、高温分解有机先驱物法等。这些制备方法各有其独特的优异之处，但大多数方法存在着工艺复杂、条件苛刻、不易制得薄膜等不足之处。笔者以乙二醇为有机溶剂，以硝酸铁和硝酸锰为无机先驱物，通过简单的有机溶胶-凝胶法合成了纳米铁酸锰粒子，并通过XRD、TG、SEM、比表面积等对纳米铁酸锰样品进行了表征。此外，人们已经认识到从天然水和工业污水中除去重金属铬的重要性，铬及其化合物主要来自于电镀、染料制造业、皮革处理