磁性纳米改性材料吸附应用研究进展
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Wngcc764@ 73. com
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1695
氨基负载的球形Fe5 0+@ SiO-亚H-纳米材料，并用 于废水中的Pb2+吸附研究。研究结果表明,pH=5 〜6, T = 25 C 的条件下，最大吸附量为 243.9 mg/g；对该吸附剂进行重复使用试验，最后
z H吸 K, ， ?J 用 5 < ， g: +
附量为3. 4 mg/g,吸附平衡时间为2 do MiOashe-
ml等［35］在Fe3O+-Al2O5基础上，用异丙醇铝和DMG
对“ 了
， 成 Fe3O4CAi2O3LSDSCDMG。 实
验 : 在 pH 4，
10C， 吸
22 mg/B,对PO4+的最大吸附量为365 m/go邢丹
等［4］以纳米石墨片GNS为载体，通过溶剂热法一
分 去
16732myLy 17133myLy。 吸 中 NR MB 的 吸 。 与其~吸
剂相比,GO-Ce3O+杂化复合材料对染料有较高的吸
率，主要 等［41］采用多{
面的氨基络 作用。 Zhany
C法
热 应 备了
壳型氧化铁@硅酸镁磁性纳米棒(HIN@ MgSi(。它
1696
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( ( Fe3O4) ?,
，
% 的 ~ ： ］ 2> 洛
>=
天' S。
Sahoo 等［44］ 采用 热法 备了 GO1gNC3N4
Fe3O4。 用 去
的“环 (TC) 生
甲
基蓝(MB)染料。在_H=3,吸附时间为5 h,对TC 的最大吸附量为52 mg/g在pH =9时，吸附时间为 56 min,对MB的最大吸附量为52 mc/g。由no 和氢键相互作用所致。
循环使用,rGO-MNPs可重复使用5次以上，经5次
循环 ，吸 容 在 95% 。 X/等［40］-发了一种简单有效的化学方法将
Fe3O+纳米颗粒沉积到GO片上，磁性纳米颗粒具有
良好的分散性和热稳定性。所制备的GO-C-5O+混
杂复合材料吸附后可以很容易地从介质中分离出
,。 在研究的浓
，其对 MB NR 的吸
据报道，人类当前所面临的环境污染以及能源
危机等问题与人口的增长以及工业的发展密切相
关7O-o在各种环境污染中，水污染最为严重。被
有机污染物(包括有机染料、四环素、浮油类、酚类
化合物)和无机污染物(包括重金属和氟化物)污染
的水已经成为农村和城市的严重环境问题78。且
存在于水中的有机污染物以及无机污染物在一定程
SiO-亚6对Pb2+的最大吸附量为666. 60 mg/g。6
次循环再利用证实MAG-Co3 0+@ SiU0-N6可充分再
生并多次使用，且吸附损失有限(<32% )。
P/O5等［25］采用MNPs表面均匀包覆6 nm厚的
二 化 (?
)，并
生的 化 烯
( bPEA)
' 的"
， 成2
MNPs@ SnO2@ GOPTSCbPEA 纳米
料(MNC)o选择性去除废水中工业染料，考察了溶
液 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱH、
g 、吸 用 、 触 4
自变量及其交互作用对纳米复合材料吸附容量的影
。
，
1 纳米 材 对
的
去
, 液 pH 3， ‘
的、g
度、温度和投加量的增加而增加，对尼洛桑蓝、=天
'S ］
2 的!6吸 分
223232，
110. 65 556.21 mc/g。在二元体系中，在正常条件
水中有机污染物,并对材料的再生循环进行了探讨,
对多壁碳纳米管进行了多次再生循环来吸附阿特拉
‘。 吸 de
，
］' @Ad
再生方法,MCNTs对阿特拉津的去除容量在3个循 环 R 5723mg／g $ 2726mg／g。
Munmcn等嗣采用溶液热合成法制备了 FC5
02/C质量比为1/1 ~ 1/10的磁铁矿/碳纳米复合材
度上对人体健康也有很大威胁。常用于去除水中污
染物的方法有离子交换法、氧化法、电化学法、膜分
离法、生物法和吸附法等。这几种方法相比,吸附法
由于吸附剂成本低、污染物去除效率高717,操作简
—、 ' e —， 在
处理 中 M了™ 的
应用 。 772074］
: ， 的吸
低 —l
面中,，
从大 的 ”中
再生。因此，合成一种具有大吸附表面积、高吸附容
Abstroch: As a new typo — aVsordent, they are widely used in the 01X01 of pollutants in water. StaOng eeom modnenedmaggeinhgago0maieenausiheadsoepinogappunhainogsoemaggeinhgago0modnenedmaieenausng iheieeaimegioeheaeameiausoegagnhpouiagiseadnoahineeagdoiheepouiagisaeeeeenewed agdihe peepaeainogmeihodsadsoepinoghogdninogsadsoepinogpeopeeinesadsoepinogeehiagdnismehhagnsm oe ahinog．Thehueegioemodnenedmaggeinhgago0maieenausnsdnshused．Fngaua iheeuiueedeeeuopmegioe maggeinhgago0modnenedmaieenausnspeospehied． Key worpo: mohified —agnetlc nauo-mate/als; aVsootion, haxy metals; oryanlc pollutants ； oV/xt/ity
Cu4+的最大吸附容量为37. 9 m/go
Ko/li等［0］通过微波辅助共沉淀制备磁铁矿丙
G
纳米
粒子。 实验
:在
25 C, pH=5.5,吸附时间为)h,对水中的Cd+的
去除率达到70%以上。Bhaumid等［6采用毗咯单
体原位聚合法制备了 Fe3O+包覆聚毗咯(PPy)磁性
纳米
材。
，在 pH=2200myLL 的
!50"!6# 2027$ 6 %
应用化工 AppunedChemnhauLgdusiea
Vou250No26 Jug22027
jACD&A
0>?
klm，n*
(华东交通大学土木建筑学院，江西南昌332615)
摘要:从磁性纳米改性材料出发，综述了磁性纳米改性材料在重金属、有机污染物和放射性及其他污染物处理方
备了 基
纳米
材 NH2
GNS/Fe3O+。研究了其对水溶液中Ag+的吸附性
。
，在
25C， 吸
12h，
NH2-GNS/Be3O+纳米复合材料对Ay+最大吸附量为
3.26 m/go Shan等J0］采用非均相成核技术制备
了}
覆 纳米粒子( MNP@ } )， 用
去
中 C Sb3+。 实验
，在
浓
110隅丙 时,Sb5+在 3 min内被MNP@赤铁矿快 速降至5 m/L以下，MNP@赤铁矿对Sb5+的吸附
Research progress in adsorption application of modified magnetia nanr-materiaio
TANG CCao-chuu, HUANG Cong-xia
( ShhoouoeCnenuEggngeeenggagdAehhniehiuee， EasiChngaJnaoioggUgneeesnia，Naghhagg330073， Chnga)
@DMSA复合材料在27 °C时的最大吸附量为
76.9 m/g,高于Fe3O4和Fe3O4@ SF-磁性纳米颗
粒。Zhang等3通过绿色溶胶-凝胶法将TEOS与
APTMS " ，在
成｛ 备出—分 、高
收稿日期：2020P6B5 修改稿日期;202007NO '金)*: 江西'9:*学基金8 (20732BAB203033) 作者简介:唐朝春(764 -),男，安徽和县人，教授，硕士，主要从事水处理理论与技术研究。电话：780709807, E - —X:
面的吸附应用，阐述了磁性纳米改性材料的制备方法、吸附条件、吸附性能、吸附效果及其作用机理。对磁性纳米
改性材料的现状进行了论述，最后,对磁性纳米改性材料的未来发展进行了展望。
GHI: 纳米 材 ；吸 ；重金属；
；
中图分类号:TQ 584J9 文献标识码：A 文章编号：771 - 3206(202-)06 - 794 - 05
材 ，研
究2 pH Cu2+ ” g 对吸
吸
率的影响。结果表明，在常温下，pH为7时，对
Cu4+的最大吸附量为36 mg/g。Chen等采用 TMSCEDTA( NC( 0C 基 基) 二 0 酸) 对
Fe3O4CMnO2
， 到 Fe3O4CMnO2CEDTA，
察了对Ca-+的选择性吸附性能。实验表明，吸附剂
、.e
相互作用和no相互作用。Zhang等［35］采用简单
的共沉 法 成了
纳米粒子的*
氧化石墨烯纳米片(rGO-MNPs),并将其用于水溶
液中双酚A的可回收去除。结果表明，初始双酚A
浓度为20 m/L,H为6,吸附时间为4 h,最大吸附
量为78 m/g,去除率接近84%。此外，由于双酚A
易于解吸,吸附剂可以通过磁分离方便地回收，并可
有机污染物和放射性及其他污染物展开论述，并对
纳米 材 的发展89
了展 。
1重金属去除
田庆华等74研究了 MESOP,-二疏基琥珀酸
(DMSA)修饰的Fo3 04 @ SiO-磁性纳米复合材料
(Fe3O4@ SF0@ DMSA)对水溶液中P02+的吸附性
能。考察了溶液初始/H、铅离子浓度、接触时间和
温度对P02+吸附量的影响。结果表明，FesON SiO-
用量20 mg,混合液100 mL,金属离子浓度
0.5 mmol/B, pH6.9,25 C ,接触时间 1 h。对 Cu2 +
最大吸附容量为0.9+ mmol/g,1基和X酸基都参
与了化学吸附过程,吸附的Ca-+有一半与EDTA基
团螯合，另一半通过离子交换。Vamvad/U等［51］利
用聚乙二醇PEI修饰改性磁性纳米粒子，生成MNPs @ODA@ PEA。 研究 ，在 pH 760mnn 对
保持较好的吸附能力。Hu等［40］采用磁性纳米粒子
引入到壳聚糖-聚丙烯酸中，获得磁性壳聚糖-聚丙
烯酸纳米复合材料。实验表明，磁性复合吸附剂显
z — 的吸
J 的吸
，吸
70mnn，Pb2+g 100myLL ，最大吸
量为204. 89 m/g,主要的吸附机理是X、氨基和1
基之间的络合作用。Mo/ammadi等首次以尼龙 6和纳米二氧化硅钻合成磁性纳米材料MAG-Cv3O+ @SiO4亚6。实验表明，在25 C下，MAG地v5O+@
量为 36. 5 m/go
2有机污染物去除
Zhox等J5］通过简单的水热反应，制备了氨基烯 ( PVAm) { 化的 GOC( oCMWCNTs)
Fe3O4 0 纳米.化吸 。
， >? 对
>二?的吸 分 在 60mnn 45mnn
到平
衡， 对>? >二?的最大去 容 分
224021，293325myLy。 主要吸 理
Ce( VA) 液中，对 Ce( VA) 的吸 率
100% ，
随着pH的升高，纳米复合材料对CrfVI)的去除效
率降低。PPy/Fe3O+纳米复合材料表面的离子交换
*
“去 Ce( VA) 的
。
王华8用磁性纳米粒子对茶叶渣进行改性,
j法
( MTL)， 并用 吸
Hg-+。结果表明，温度为45C,p H为6.9,最大吸
>8d
(约5 nm)组成的分层壳(MgSg。以MB为模型化 ，HIO@MgSn>8D {z ce q ;
和优异的吸附容量。在49 min的接触时间内，
99.3%的亚甲基蓝被吸附到HIO@MgSi纳米棒的
b。 4h !6吸
M 2020220mg／g。
Aiena 8［42］ +O2
纳米 ( MCNTs H
量和快速分离大量溶液的新型吸附剂是吸附法的关
775］。 纳米材
的 了这0大: ，
种合适的吸附剂，因为它们具有大的比表面积、足够
的
中 , 面 应776078］ 。 其中的
纳米
材
面｛ 化77］， 其具
:的
720］
的分
727］，
在吸
的重
使用7-乙2和选择性吸附污染物方面表现优异。
本文从磁性纳米改性材料用于去除水中的重金属，
Tian等［5■将包覆油酸(OA)的Fe3 0o磁性纳米 oY(MPS)T 分 在基液中， 备了 Fe3O4
纳米粒子(MPS)核壳材料。采用化学沉淀法制备了 Fe30oMPS,并用OA改善了 MPS的亲油和疏水性 能,生成Fv50o@0A,经研究表明：Fv502@ OA对水 中 油的最大吸油_ 93% ，& 3 次再生 ，吸油
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氨基负载的球形Fe5 0+@ SiO-亚H-纳米材料，并用 于废水中的Pb2+吸附研究。研究结果表明,pH=5 〜6, T = 25 C 的条件下，最大吸附量为 243.9 mg/g；对该吸附剂进行重复使用试验，最后
z H吸 K, ， ?J 用 5 < ， g: +
附量为3. 4 mg/g,吸附平衡时间为2 do MiOashe-
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验 : 在 pH 4，
10C， 吸
22 mg/B,对PO4+的最大吸附量为365 m/go邢丹
等［4］以纳米石墨片GNS为载体，通过溶剂热法一
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16732myLy 17133myLy。 吸 中 NR MB 的 吸 。 与其~吸
剂相比,GO-Ce3O+杂化复合材料对染料有较高的吸
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循环使用,rGO-MNPs可重复使用5次以上，经5次
循环 ，吸 容 在 95% 。 X/等［40］-发了一种简单有效的化学方法将
Fe3O+纳米颗粒沉积到GO片上，磁性纳米颗粒具有
良好的分散性和热稳定性。所制备的GO-C-5O+混
杂复合材料吸附后可以很容易地从介质中分离出
,。 在研究的浓
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危机等问题与人口的增长以及工业的发展密切相
关7O-o在各种环境污染中，水污染最为严重。被
有机污染物(包括有机染料、四环素、浮油类、酚类
化合物)和无机污染物(包括重金属和氟化物)污染
的水已经成为农村和城市的严重环境问题78。且
存在于水中的有机污染物以及无机污染物在一定程
SiO-亚6对Pb2+的最大吸附量为666. 60 mg/g。6
次循环再利用证实MAG-Co3 0+@ SiU0-N6可充分再
生并多次使用，且吸附损失有限(<32% )。
P/O5等［25］采用MNPs表面均匀包覆6 nm厚的
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料(MNC)o选择性去除废水中工业染料，考察了溶
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度上对人体健康也有很大威胁。常用于去除水中污
染物的方法有离子交换法、氧化法、电化学法、膜分
离法、生物法和吸附法等。这几种方法相比,吸附法
由于吸附剂成本低、污染物去除效率高717,操作简
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Ko/li等［0］通过微波辅助共沉淀制备磁铁矿丙
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纳米
粒子。 实验
:在
25 C, pH=5.5,吸附时间为)h,对水中的Cd+的
去除率达到70%以上。Bhaumid等［6采用毗咯单
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摘要:从磁性纳米改性材料出发，综述了磁性纳米改性材料在重金属、有机污染物和放射性及其他污染物处理方
备了 基
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GNS/Fe3O+。研究了其对水溶液中Ag+的吸附性
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12h，
NH2-GNS/Be3O+纳米复合材料对Ay+最大吸附量为
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，在
浓
110隅丙 时,Sb5+在 3 min内被MNP@赤铁矿快 速降至5 m/L以下，MNP@赤铁矿对Sb5+的吸附
Research progress in adsorption application of modified magnetia nanr-materiaio
TANG CCao-chuu, HUANG Cong-xia
( ShhoouoeCnenuEggngeeenggagdAehhniehiuee， EasiChngaJnaoioggUgneeesnia，Naghhagg330073， Chnga)
@DMSA复合材料在27 °C时的最大吸附量为
76.9 m/g,高于Fe3O4和Fe3O4@ SF-磁性纳米颗
粒。Zhang等3通过绿色溶胶-凝胶法将TEOS与
APTMS " ，在
成｛ 备出—分 、高
收稿日期：2020P6B5 修改稿日期;202007NO '金)*: 江西'9:*学基金8 (20732BAB203033) 作者简介:唐朝春(764 -),男，安徽和县人，教授，硕士，主要从事水处理理论与技术研究。电话：780709807, E - —X:
面的吸附应用，阐述了磁性纳米改性材料的制备方法、吸附条件、吸附性能、吸附效果及其作用机理。对磁性纳米
改性材料的现状进行了论述，最后,对磁性纳米改性材料的未来发展进行了展望。
GHI: 纳米 材 ；吸 ；重金属；
；
中图分类号:TQ 584J9 文献标识码：A 文章编号：771 - 3206(202-)06 - 794 - 05
材 ，研
究2 pH Cu2+ ” g 对吸
吸
率的影响。结果表明，在常温下，pH为7时，对
Cu4+的最大吸附量为36 mg/g。Chen等采用 TMSCEDTA( NC( 0C 基 基) 二 0 酸) 对
Fe3O4CMnO2
， 到 Fe3O4CMnO2CEDTA，
察了对Ca-+的选择性吸附性能。实验表明，吸附剂
、.e
相互作用和no相互作用。Zhang等［35］采用简单
的共沉 法 成了
纳米粒子的*
氧化石墨烯纳米片(rGO-MNPs),并将其用于水溶
液中双酚A的可回收去除。结果表明，初始双酚A
浓度为20 m/L,H为6,吸附时间为4 h,最大吸附
量为78 m/g,去除率接近84%。此外，由于双酚A
易于解吸,吸附剂可以通过磁分离方便地回收，并可
有机污染物和放射性及其他污染物展开论述，并对
纳米 材 的发展89
了展 。
1重金属去除
田庆华等74研究了 MESOP,-二疏基琥珀酸
(DMSA)修饰的Fo3 04 @ SiO-磁性纳米复合材料
(Fe3O4@ SF0@ DMSA)对水溶液中P02+的吸附性
能。考察了溶液初始/H、铅离子浓度、接触时间和
温度对P02+吸附量的影响。结果表明，FesON SiO-
用量20 mg,混合液100 mL,金属离子浓度
0.5 mmol/B, pH6.9,25 C ,接触时间 1 h。对 Cu2 +
最大吸附容量为0.9+ mmol/g,1基和X酸基都参
与了化学吸附过程,吸附的Ca-+有一半与EDTA基
团螯合，另一半通过离子交换。Vamvad/U等［51］利
用聚乙二醇PEI修饰改性磁性纳米粒子，生成MNPs @ODA@ PEA。 研究 ，在 pH 760mnn 对
保持较好的吸附能力。Hu等［40］采用磁性纳米粒子
引入到壳聚糖-聚丙烯酸中，获得磁性壳聚糖-聚丙
烯酸纳米复合材料。实验表明，磁性复合吸附剂显
z — 的吸
J 的吸
，吸
70mnn，Pb2+g 100myLL ，最大吸
量为204. 89 m/g,主要的吸附机理是X、氨基和1
基之间的络合作用。Mo/ammadi等首次以尼龙 6和纳米二氧化硅钻合成磁性纳米材料MAG-Cv3O+ @SiO4亚6。实验表明，在25 C下，MAG地v5O+@
量为 36. 5 m/go
2有机污染物去除
Zhox等J5］通过简单的水热反应，制备了氨基烯 ( PVAm) { 化的 GOC( oCMWCNTs)
Fe3O4 0 纳米.化吸 。
， >? 对
>二?的吸 分 在 60mnn 45mnn
到平
衡， 对>? >二?的最大去 容 分
224021，293325myLy。 主要吸 理
Ce( VA) 液中，对 Ce( VA) 的吸 率
100% ，
随着pH的升高，纳米复合材料对CrfVI)的去除效
率降低。PPy/Fe3O+纳米复合材料表面的离子交换
*
“去 Ce( VA) 的
。
王华8用磁性纳米粒子对茶叶渣进行改性,
j法
( MTL)， 并用 吸
Hg-+。结果表明，温度为45C,p H为6.9,最大吸
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(约5 nm)组成的分层壳(MgSg。以MB为模型化 ，HIO@MgSn>8D {z ce q ;
和优异的吸附容量。在49 min的接触时间内，
99.3%的亚甲基蓝被吸附到HIO@MgSi纳米棒的
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M 2020220mg／g。
Aiena 8［42］ +O2
纳米 ( MCNTs H
量和快速分离大量溶液的新型吸附剂是吸附法的关
775］。 纳米材
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种合适的吸附剂，因为它们具有大的比表面积、足够
的
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纳米
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:的
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的分
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在吸
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使用7-乙2和选择性吸附污染物方面表现优异。
本文从磁性纳米改性材料用于去除水中的重金属，
Tian等［5■将包覆油酸(OA)的Fe3 0o磁性纳米 oY(MPS)T 分 在基液中， 备了 Fe3O4
纳米粒子(MPS)核壳材料。采用化学沉淀法制备了 Fe30oMPS,并用OA改善了 MPS的亲油和疏水性 能,生成Fv50o@0A,经研究表明：Fv502@ OA对水 中 油的最大吸油_ 93% ，& 3 次再生 ，吸油