纳米Fe3O4修饰功能化介孔分子筛MS-PC20高效吸附La（Ⅲ）

黎先财; 徐丹; 黄玉华; 覃苑苑; 王佳明

doi:10.13764/j.cnki.ncdg.2024.01.014

南昌大学学报（工科版） ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (01) : 1 -10. DOI: 10.13764/j.cnki.ncdg.2024.01.014

纳米Fe₃O₄修饰功能化介孔分子筛MS-PC₂₀高效吸附La（Ⅲ）

黎先财, 徐丹, 黄玉华, 覃苑苑, 王佳明

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摘要

以硅酸钠和氟硅酸为原料，采用非离子表面活性剂聚氧乙烯（20）十六烷基醚(PC₂₀),利用凝胶法制备了介孔二氧化硅(MS-PC₂₀)。将MS-PC₂₀经（E）-2-[（羟甲基）亚氨基甲基]-5-甲氧基苯酚（HESI）选择性配体修饰，再在改性材料中加入磁性成分（Fe₃O₄）,成功制备出MS-PC₂₀-HESI和MS-PC₂₀-HESI-Fe₃O₄-NPs。将它们作为一种新型吸附剂，用于吸附水样中的La（Ⅲ）离子。通过傅里叶红外光谱、扫描电镜和X射线衍射等表征手段，确定复合材料的化学结构、形貌、晶体结构等特征。通过对样品溶液pH、La（Ⅲ）离子初始质量浓度和吸附时间等变量进行考察和优化，探究MS-PC₂₀-HESI-Fe₃O₄-NPs吸附剂在不同条件下对La（Ⅲ）吸附性能的影响。结果表明：在优化条件下，MS-PC₂₀-HESI-Fe₃O₄-NPs复合材料对La（Ⅲ）的吸附量为165.68 mg·g^-1,吸附率高达88.34%,吸附的过程符合伪二阶模型和朗缪尔模型，其不仅吸附速率快，还对目标物种有足够的可及性、高吸附容量和良好的可重用性，并且加入磁性成分可以通过适当的磁场实现方便和经济的磁分离。