Page 189 - 精细化工2019年第8期

第 36 卷第 8 期 精 细 化 工 Vol.36, No.8
201 9 年 8 月 FINE CHEMICALS Aug. 2019

水处理技术与环境保护
Mn O @SiO 核壳磁性复合材料对
2
3
4
钼（ÿ）的吸附性能

孙 琳 1,2 ，刘志雄 1,3* ，罗文波 1,2 ，罗忆婷 1,2 ，李秉轩 1,2

（1. 吉首大学 物理与机电工程学院 材料系，湖南 吉首 416000；2. 湖南省 211 计划锰锌钒工业技术协
同创新中心 吉首大学，湖南 吉首 416000；3. 国家级化学实验教学示范中心 吉首大学，湖南 吉首
416000）

摘要：以一水硫酸锰和正硅酸乙酯为原料，采用氧化法和水解法制备了 Mn 3 O 4 @SiO 2 核壳结构磁性纳米材料，
并研究了其对水溶液中钼（Ⅵ）的吸附效果。运用 X 射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、
傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）及磁强计（VSM）对 Mn 3 O 4 @SiO 2 核壳磁性复合材料进行了表征，并考察了溶
液的初始 pH、钼（Ⅵ）的初始质量浓度和温度对钼（Ⅵ）吸附量的影响。结果表明：在 pH 为 2.8，温度 25 ℃，
钼（Ⅵ）初始质量浓度为 160 mg/L 条件下，Mn 3 O 4 @SiO 2 核壳结构磁性复合材料对 Mo（Ⅵ）的饱和吸附量为
145.35 mg/g；Mn 3 O 4 @SiO 2 对钼（Ⅵ）的吸附过程符合 Langmuir 等温吸附模型，吸附动力学行为符合准二级动
力学模型；吸附热力学分析表明，Mn 3 O 4 @SiO 2 复合材料对钼（Ⅵ）的吸附行为是自发的放热过程。
关键词：Mn 3 O 4 @SiO 2 ；核壳结构；复合材料；纳米粒子；吸附；去除钼（Ⅵ）；水处理技术
中图分类号：TB33; O647.3 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2019) 08-1677-07

Adsorption Properties of Mn 3O 4@SiO 2 Core-Shell
Magnetic Composite for Mo (Ⅵ)

1,2
1,2
1,2
1,2
SUN Lin , LIU Zhi-xiong 1,3* , LUO Wen-bo , LUO Yi-ting , LI Bing-xuan
〔1. Materials Department of College of Physics, Mechanical and Electrical Engineering, Jishou University, Jishou
416000, Hunan, China; 2. The Collaborative Innovation Center of Manganese-Zinc-Vanadium Industrial Technology
(the 2011 Plan of Hunan Province), Jishou University, Jishou 416000, Hunan, China; 3. National Demonstration Center
for Experimental Chemistry Education, Jishou University, Jishou 416000, Hunan, China〕
Abstract: A core-shell magnetic nanocomposite Mn 3O 4@SiO 2 was prepared by oxidation and hydrolysis
with manganese (Ⅱ) sulfate monohydrate and tetraethyl orthosilicate (TEOS) as raw materials, and the
adsorption performance of Mn 3O 4@SiO 2 nanocomposite for Mo (Ⅵ) ions from aqueous solutions was
investigated. The nanocomposite Mn 3O 4@SiO 2 was characterized by XRD, SEM, TEM, FTIR and
magnetometer (VSM). The effects of initial pH of the solution, initial Mo (Ⅵ) ions concentration and
temperature on the adsorption of Mo (Ⅵ) on nanocomposite Mn 3O 4@SiO 2 were studied. The result showed
that the adsorption process gave a maximum adsorption of Mo (Ⅵ) capacity of 145.35 mg/g at pH 2.8,25
℃ and Mo (Ⅵ) mass concentration 160 mg/L and could be described by the Langmuir adsorption isotherm
model. This process followed the pseudo-second- order kinetics. The thermodynamic analysis revealed that
the adsorption process of Mn 3O 4@SiO 2 composite for Mo (Ⅵ) was spontaneous and endothermic reaction.
Key words: Mn 3O 4@SiO 2; core-shell structure; composite; nanoparticles; adsorption; Mo (Ⅵ) removal;
water treatment technology

收稿日期：2018-12-20; 定用日期：2019-03-01; DOI: 10.13550/j.jxhg.20180932
基金项目：国家自然科学基金（51364009）；湖南省自然科学基金（2015JJ2115）；湘西州基础理论研究项目（2018SF5017）；吉首大
学大学生研究性学习和创新性实验计划（20160100）
作者简介：孙 琳（1996—），女，硕士生，E-mail：317972151@qq.com。联系人：刘志雄（1973—），男，博士，高级实验师，E-mail:
liuzhxi@sina.com。