耦合溶胶-凝胶技术与水热法,制备具有核壳结构的海胆状Fe3O4@TiO2磁性纳米介质(sea urchin magnetic nanoparticles,SUMNPs).采用TEM、SEM等方法对SUMNPs的形貌等性质进行表征,证实该材料呈现出以Fe3O4为核,以TiO2为壳的海胆状结构,壳层直径约400nm,比表面积高达236.082m2·g-1,表面孔径约6.274nm.SUMNPs对重金属离子选择吸附的结果表明,基于Pb2+离子半径大、电子层数多等物化特点,在Pb2+、Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+5种金属离子混合体系中,SUMNPs可以高容量、高选择性快速吸附Pb2+,而对其他4种重金属离子几乎无吸附活性.单一Pb2+吸附可在5min内快速平衡,平衡吸附容量为283mg·g-1.吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,SUMNPs对Pb2+的最大饱和吸附容量为458.72mg·g-1.经EDTA二钠解吸,NaOH再生后的SUNMPs可以重复使用8次以上.SUMNPs对Pb2+具备优异的选择性吸附性能,在处理水体铅污染、恢复水体生态领域具有良好的应用前景.
水热合成 磁性纳米粒子 多孔介质 重金属吸附 热力学性质