Page 80 - 《精细化工》2021年第9期

·1794· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

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和磁性最强，Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2 的饱和磁性最弱，因为 和吸附量分别为 156、158、165 mg/g；当 Hg 初始
表面被 SiO 2 覆盖后，使得单位微粒内磁性颗粒的密 质量浓度为 800 mg/L 时，Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2 达到饱和
度变低，磁饱和强度有所下降，随着表面修饰改性 吸附量，在 15、30、45 ℃下饱和吸附量分别为 318、
程度的增加，磁性 Fe 3 O 4 颗粒表面厚度增加，单位 330、362 mg/g（1.12 mmol/g）。Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2 表现
[9]
微粒内磁性颗粒的密度更低，磁饱和强度更小 。 出比 Fe 3 O 4 @SiO 2 -NH 2 更大的饱和吸附量，因为
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Hg 为软酸，易与软碱结合形成更稳定的配位络合
物，含有亚氨基（N==C）的希夫碱为软碱，希夫碱
改性的 Fe 3 O 4 @SiO 2 核壳纳米材料（Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2 ）
比氨基修饰的 Fe 3 O 4 @SiO 2 核壳纳米材料（Fe 3 O 4 @
SiO 2 -NH 2 ）对软酸型重金属离子有更好的吸附量和
选择性。随着温度的升高，饱和吸附量逐渐变大。
一方面表明，吸附过程为吸热过程，温度升高有助于
吸附过程的进行；另一方面，温度升高加速了分子
之间的运动和碰撞，加快了重金属离子向吸附剂分子
的扩散以及两者之间的接触频率，进而提高吸附量。

图 3 Fe 3 O 4 、Fe 3 O 4 @SiO 2 -NH 2 和 Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2 颗粒的
磁滞回线
Fig. 3 Magnetization hysteresis loops of Fe 3 O 4 , Fe 3 O 4 @
SiO 2 -NH 2 and Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2

2.4 SEM、TEM 分析
Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2 的 SEM 和 TEM 如图 4 所示。

图 4 Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2 的 SEM（A）和 TEM（B、C）图
Fig. 4 SEM (A) and TEM (B, C) images of Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2

由图 4A 可知，Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2 颗粒分散均匀，
粒径分布均匀，主要是因为 Fe 3 O 4 的超顺磁性，与
之前的报道一致 [20-21] 。由图 4B、C 可以清晰地看到

Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2 的周边浅灰色为希夫碱改性的 SiO 2
壳，里面深黑色为 Fe 3 O 4 的核，核壳结构清晰可见。 图 5 Fe 3 O 4 @SiO 2 -NH 2 （a）和 Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2 （b）对
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2.5 Fe 3 O 4 @SiO 2 -NH 2 和 Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2 对 Hg 的 Hg 的饱和吸附量
Fig. 5 Saturated adsorption capacities of Fe 3 O 4 @SiO 2 -NH 2 (a)
饱和吸附量 and Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2 to Hg (b)
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取 100 mL Hg 质量浓度为 100~900 mg/L 的溶
2.6 pH 对吸附性能的影响
液置于烧杯中，分别加入 100 mg Fe 3 O 4 @SiO 2 -NH 2
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和 Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2 吸附剂，调溶液 pH 为 6±0.2，吸 取 12 份各 100 mL 的 Hg 质量浓度为 800 mg/L
附时间为 6 h，水浴保温分别在 15、30、45 ℃下， 的水溶液置于烧杯中，用盐酸调节 pH 分别为 1、2、
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测定 Fe 3 O 4 @SiO 2 -NH 2 和 Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2 对 Hg 的 3、4、5 和 6，再分别加入 100 mg Fe 3 O 4 @SiO 2 -NH 2
饱和吸附量，结果如图 5 所示。 和 Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2 吸附剂，在水浴温度为 45 ℃，吸
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由图 5 可知，吸附剂对 Hg 的吸附量随着溶液 附时间为 6 h 条件下，测定 pH 对 Fe 3 O 4 @SiO 2 -NH 2
初始质量浓度的增加而增大，随着体系温度的升高而 和 Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2 吸附剂吸附量的影响，结果如图 6
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增大。当 Hg 初始质量浓度为 700 mg/L 时，Fe 3 O 4 @ 所示。
SiO 2 -NH 2 达到饱和吸附量，在 15、30、45 ℃下饱 由图 6 可知，吸附剂的吸附量随着 pH 的增大