磁性纳米材料在水处理中的应用及展望

。污水治理中国资源综合利用ChinaResourcesComprehensiveUtilizationVo1．33，No．122015年12月磁性纳米材料在水处理中的应用及展望李靓，于衍真，谭娟(济南大学土木建筑学院，济南250022)摘要：磁性纳米材料作为一种新型材料，其研究与应用越来越广泛，在水处理方面也越来越受到关注。综述了磁性纳米材料的分类及处理废水类型，分析了磁性纳米材料在水处理中的作用。最后提出了该材料在水处理应用中有待解决的问题关键词：磁性纳米材料：水处理：机理分析中图分类号：X703．5文献标识码：A文章编号：1008—9500(2015)12—0022—04ApplicationandProspectofMagneticNanoMaterialsinWaterTreatmentLiliang，YuYanzhen，TanJuan(SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，JinanUniversity，Jinan250022，China)Abstract：Asakindofnewmaterial，theresearchandapplicationofmagneticnanomaterialsaremoreandmorewidely．Besides．ithasattractedincreasingattentioninthewatertreatment．Theclassificationofmagneticnanomaterialsandthetypeofwastewaterarereviewed，theanalysisoftheroleofmagneticnanomaterialsinwatertreatmentisconducted．Atlast，theproblemstobesolvedintheapplicationofwatertreatmentareputforward．Keywords：magneticnanomaterials；watertreatment；mechanismanalysis水是人类生活和生产活动中必不可少的重要自然资源。近年来，随着工农业的迅猛发展以及人口数量的快速增加，我国不仅面临着水资源日益短缺的问题．而且水质污染日益严重，传统处理方法已不能满足处理水的要求。磁性纳米材料作为一种新型的功能材料．对重金属离子和毒害有机物有较高的吸附性能；其磁响应性能又使得该材料能够迅速地从液相中分离出，从而有利于磁性纳米材料的重复使用和污染物的集中处理。磁性纳米材料的广义定义是一种具有磁性特性的纳米材料。磁性纳米材料除了具有纳米材料的一切性能，还有其独有的性质[4-6]，如表面磁性、磁性宏观量子隧道效应、磁相变温度、磁有序颗粒小尺寸效应、超顺磁性、磁性量子尺寸效应等等。由于这种材料具备独特的性质，使人们对它的研究更广泛。磁性纳米材料作为一种新型的功能性材料，不仅吸附性能好、化学稳定性好、易再生和易于固液分离等特点，而且具有较大的比表面积，其所具有特殊的磁学性能更易于分离与回收。目前磁性纳米材料在水处理工程中已成为研究的热点[7-11]。1磁性纳米材料的分类1．1铁氧化物纳米材料在众多的纳米材料中，纳米Fe0是最常见的磁性纳米材料之一．具有优良的性质和广阔的应用潜力．研究较为广泛。迄今为止已经开发了许多有关Fe30磁性纳米微粒的制备方法，比较常见的方法有机械研磨法、沉淀法、反向微乳液法、溶剂热法、溶胶一凝胶法、热分解有机物法等。Ngomsik等人H首次用Fe04磁性颗粒处理废水中的类金属元素砷，研究发现，当Fe，O纳米颗粒粒径从300nm减小到12nm时，废水中的三价砷和五价砷的去除效果明显增强。表明磁性纳米材收稿日期：2015—10—15基金项目：国家自然科学基金项目“基于微磁载体的生物滤池脱氮除磷效能及其生态学解析研究”(ZR2012EEL21)。作者简介：李靓(1992一)，女，四川万源人，硕十研究生，研究方向：污水处理。一22—第12期李靓等：磁性纳米材料在水处理中的应用及展望。污水治理料的吸附性能与粒径有关，粒径越小，吸附性能越高Wei等研究了纳米磁铁矿对水溶液中Se的处理．发现与自然磁铁矿(<5Ixm)和纳米铁(<10nm)相比．在酸性水溶液中纳米磁铁矿对Se032-具有更高的去除效率。王国田等制备了Fe，04,一FeOOH、O／．一Fe0、一Fe：0。等4种形态纳米氧化铁并进行了腐殖酸吸附和絮凝去除实验研究。实验表明，在此絮凝试验中，絮凝剂因为粒径小，比表面积大，增加了絮凝过程中颗粒间的碰撞机会，其特有的小尺寸效应和表面效应明显，更易于生成絮凝颗粒，同时絮凝剂表面所带的基团对去除率有更大的作用。苏洁等_16采用化学沉淀加水热的方法制备Fe。O纳