Page 145 - 《精细化工》2020年第7期

第 7 期 王向辉，等: Fe 3 O 4 /ABc 复合材料的制备及其对水中甲基橙的吸附 ·1427·

MO 去除 率依然 高 达 78.94% ， 表 明制备 的 Fe 3 O 4 @ABc 吸附 MO 的全过程，说明 Fe 3 O 4 @ABc
Fe 3 O 4 @ABc 复合材料具有良好的循环使用性能，其 复合材料对 MO 的吸附以多层吸附为主，与吸附等
循环使用吸附效率下降的原因可能是，部分吸附位 温线结果相符合。
点吸附 MO 分子比较牢固，使用微波水洗活化的方
法不能有效脱附；除此之外循环使用过程中部分复
合材料的损失，也是吸附效率下降的原因。
2.4 吸附机理分析
2.4.1 等温吸附分析
吸附等温线能够描述 MO 溶液的平衡质量浓度
与 Fe 3 O 4 @ABc 复合材料吸附量之间的关系，揭示
Fe 3 O 4 @ABc 复合材料与 MO 之间的相互作用。图 7
为 Fe 3 O 4 @ABc 复合材料对 MO 的吸附及吸附等温

线拟合，表 2 为 Fe 3 O 4 @ABc 吸附等温线拟合数据。
由图 7 和表 2 可知，Fe 3 O 4 @ABc 复合材料对 MO 的 图 8 Fe 3 O 4 @ABc 吸附 MO 的吸附动力学模型拟合
Fig. 8 Adsorption kinetic fitting curves of MO by Fe 3 O 4 @
吸附与 Langmuir 模型方程和 Freundlich 模型方程 ABc
2
均比较符合，R 均大于 0.95。Freundlich 模型拟合
2
相关系数 R 略高，而且 0<n F <0.5，证明吸附过程容 表 3 Fe 3 O 4 @ABc 吸附动力学拟合数据
Table 3 Fitting parameters of the adsorption kinetics models
易发 生，因此， Freundlich 模型 能更好 地描述 of Fe 3 O 4 @ABc
Fe 3 O 4 @ABc 对溶液中 MO 的吸附行为。 拟一级吸附动力学模型 拟二级吸附动力学模型
q e/(mg/g) k 1/min –1 R 2 q e/(mg/g) k 2/〔g/(mg·min)〕 R
2
–4
230.12 0.046 0.984 256.54 2.48×10 0.981

3 结论

作者利用非食用海藻制备了 ABc，然后用共沉
淀法合成了 Fe 3 O 4 @ABc 复合材料，采用 BET、
SEM、XRD 和 VSM 等分析方法对该复合材料进行
物理化学性质表征，并考察了 Fe 3O 4@ABc 复合材料
对溶液中 MO 的吸附性能。结果表明：

图 7 Fe 3 O 4 @ABc 复合材料吸附 MO 的吸附等温线拟合 （1）通过共沉淀法能够成功制备 Fe 3 O 4 @ABc
Fig. 7 Equilibrium adsorption isotherms of MO by Fe 3 O 4 @ 复合材料，当 m(ABc)∶m(Fe 3 O 4 )=2∶1 时，得到的
ABc 复合材料比表面积达到 622.88 m /g，明显优于 ABc，
2
证明 Fe 3 O 4 的引入对提高 ABc 的比表面积有利。
表 2 Fe 3 O 4 @ABc 吸附等温线拟合数据
Table 2 Adsorption isotherm and adsorption kinetics models （2）Fe 3 O 4 @ABc 具有超顺磁性，能够在外加磁
of Fe 3 O 4 @ABc 场的作用下快速地从溶液中分离。
Freundlich 模型 Langmuir 模型 （3）Fe 3 O 4 @ABc 复合材料对 MO 的吸附效果随
2
k F/(mg/g) n F R q m/(mg/g) k L/(L/mg) R 2 溶液 pH 变大而变小，pH 为 3 时最好，MO 去除率
113.12 0.406 0.997 480.81 0.205 0.963 为 96.14%，吸附量为 240.3 mg/g，当 pH 达到 11 时
最差，但去除率也达到了 93.31%，表明 Fe 3 O 4 @ABc
2.4.2 吸附动力学分析 复合材料对 MO 的吸附能够在较宽溶液 pH 范围中
Fe 3 O 4 @ABc 吸附 MO 准一级吸附动力学模型和 进行。
准二级吸附动力学模型拟合见图 8，拟合参数见表 （4）Fe 3 O 4 @ ABc 复合材料微波水洗活化后对
3。拟合曲线和拟合参数表明，准一级动力学模型拟 MO 去除率略有下降，4 次重复使用后 MO 去除率
依然保持在 78.94%，表明材料具有良好的重复利用
合计算得到的 q e （230.12 mg/g）值与实验值 q e,exp
（236.47 mg/g）更加相近，准二级动力学模型拟合 性能。
2
参数的 R 为 0.981，略低于准一级动力学模型 R 2 （5）Fe 3 O 4 @ABc 复合材料对于溶液中的 MO 表
(0.984)，可见准一级动力学方程可以更好地描述 现出良好的吸附性能，符合准一级动力学模型，主