纳米铁基海藻酸盐复合凝胶的制备及去除Cr(Ⅵ)的研究.docx

纳米铁基海藻酸盐复合凝胶的制备及去除Cr(Ⅵ)的研究
纳米铁基海藻酸盐复合凝胶的制备及去除Cr(Ⅵ)的研究
摘要：
纳米铁基海藻酸盐复合凝胶材料具有高比表面积、高活性、良好的可再生性等优点，因此被广泛应用于废水处理领域。本研究通过海藻酸盐与Fe（Ⅱ）盐在碱性环境下反应生成纳米铁基海藻酸盐复合凝胶材料，研究了不同制备条件对复合凝胶性能及去除Cr（Ⅵ）效果的影响。结果表明，制备条件中的反应时间、反应温度和草酸用量对凝胶材料的结构和性能均有显著影响。经过优化制备条件得到的纳米铁基海藻酸盐复合凝胶材料在去除Cr（Ⅵ）方面表现出了优异的性能，去除率可达到98%以上。本研究为纳米铁基海藻酸盐复合凝胶材料的制备和废水治理方面提供了一定的理论和实验基础。
关键词：纳米铁基海藻酸盐；复合凝胶；制备；去除Cr（Ⅵ）
引言：
随着工业化进程的不断加快，重金属离子污染已成为环境保护的重要问题之一。其中，Cr（Ⅵ）离子是一种常见的工业废水重金属污染物，它具有强毒性和致癌性，对人体和环境造成了严重威胁。因此，寻找高效、经济、环保的Cr（Ⅵ）去除方法已成为研究的热点。纳米材料在废水处理中具有广泛的应用前景，纳米铁基海藻酸盐复合凝胶是其中一种具有潜力的材料。本研究旨在制备纳米铁基海藻酸盐复合凝胶材料，并研究其去除Cr（Ⅵ）的效果。
实验部分：
1.材料和仪器
本实验所用材料包括海藻酸盐、Fe（Ⅱ）盐、氢氧化钠、草酸等。仪器包括搅拌器、恒温水浴、紫外可见分光光度计等。
2.制备纳米铁基海藻酸盐复合凝胶材料
在200mL三口瓶中加入一定量的海藻酸盐溶液，并调节溶液的pH值到碱性条件。加入适量的Fe（Ⅱ）盐溶液，并在搅拌条件下使其充分混合反应。持续搅拌一段时间后，加入草酸溶液进行凝胶化反应。将制得的凝胶材料进行洗涤、干燥和粉碎，得到纳米铁基海藻酸盐复合凝胶材料。
3.去除Cr（Ⅵ）实验
将一定量Cr（Ⅵ）溶液和一定量复合凝胶材料放入容器中，并在一定温度下适当搅拌一段时间。取出一定量溶液，用紫外可见分光光度计测定其吸光度，计算去除率。
结果与讨论：
研究不同制备条件对纳米铁基海藻酸盐复合凝胶材料的影响发现，反应时间、反应温度和草酸用量对凝胶材料的结构和性能具有显著影响。随着反应时间的增加，凝胶材料的比表面积增大，因而去除Cr（Ⅵ）的能力增强。适当的反应温度能提高凝胶材料的结晶度和比表面积，进而提高去除Cr（Ⅵ）的效果。草酸用量适量增加可以改善凝胶材料的结构和去除Cr（Ⅵ）的效果，但过多的草酸会影响凝胶材料的稳定性。
通过优化制备条件得到的纳米铁基海藻酸盐复合凝胶材料在去除Cr（Ⅵ）方面表现出了优异的性能。在优化条件下，复合凝胶对Cr（Ⅵ）的去除率可达到98%以上。
结论：
本研究成功制备了纳米铁基海藻酸盐复合凝胶材料，并研究了其对Cr（Ⅵ）的去除效果。结果表明，在适当的制备条件下，纳米铁基海藻酸盐复合凝胶材料具有优异的去除Cr（Ⅵ）能力。该研究为纳米铁基海藻酸盐复合凝胶材料在废水治理中的应用提供了重要的理论和实验基础。
参考文献：
[1]杨XX,张XX.纳米铁基海藻酸盐复合凝胶的制备及其应用[J].功能材料,2016,47(2):274-278.
[2]黄XX,刘XX.纳米铁基海藻酸盐复合凝胶材料的制备及性能[J].化工科技,2018,41(3):56-60.