铜在壳核结构磁性颗粒上的吸附:效能与表面性质的关系

为了揭示吸附剂的吸附效能与其组成、结构及表面性质之间的关系,本研究对两种壳核结构磁性颗粒Fe3O4/MnO2与Fe-Mn/MnO2的形貌特征、表面性质进行了系统表征,并对铜在磁性颗粒表面的吸附行为与机制进行了详细研究.表征结果表明磁核Fe3O4与Fe-Mn具有相似的尖晶石类晶体结构,包覆MnO2后,晶体结构均未发生明显变化.但Mn的引入,增强了磁核与外壳间的结合作用,Fe-Mn比Fe3O4包覆MnO2的量更多、更均匀,进而使Fe-Mn/MnO2具有更高的比表面积与更低的等电点.吸附实验结果表明,Fe-Mn的最大铜吸附容量33.7mg·g-1(pH5.5)高于Fe3O4的17.5mg·g-1(pH5.5);包覆MnO2以后,铜吸附性能显著增强,Fe-Mn/MnO2最大铜吸附容量升高至58.2mg·g-1(pH5.5),为Fe3O4/MnO2的2.6倍,且优于多数文献报道的磁性吸附剂.机制研究表明铜在Fe3O4/MnO2与Fe-Mn/MnO2的表面发生了特性吸附,形成了内层表面络合物.综上所述,磁性颗粒的吸附效能与其组成成分、形貌结构及表面性质之间具有显著的相关性.