三维花状结构琢鄄feooh 纳米材料的制备与表征 - chemical journal .pdf

Vol.36 高等 学校 化 学 学报 No.1 2015年1月 摇 摇 摇 摇 摇 摇 CHEMICALJOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES摇 摇 摇 摇 摇 摇 48~54 doi:10.7503/ cjc 摇 摇 三三维花状结构琢鄄FeOOH纳米材料的 制备与表征 1 1 1,2 3 3 许俊鸽 ,李云琴 ,苑宝玲 ,崔浩杰 ,付明来 (1. 福州大学土木工程学院,福州350116;2. 华侨大学土木工程学院,厦门361021; 3. 中国科学院城市环境研究所,厦门361021) 摘要摇 以硫酸亚铁、尿素及乙醇为原料,采用低温常压一步回流法制备了具有三维花状结构的琢鄄FeOOH纳 米材料. 考察了反应时间、反应温度、尿素浓度和乙醇用量对其结构和形貌的影响及琢鄄FeOOH纳米材料对 双氯芬酸钠的吸附性能. 实验结果表明,当反应温度为90 益、反应时间为6 h、尿素浓度为0郾1mol/ L、乙醇 的体积分数为20%时,所得琢鄄FeOOH纳米材料具有规整的三维花状结构,对双氯芬酸钠的吸附量达 199郾2 mg/ g. 基于扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析,推断三维花状结构琢鄄FeOOH的生长机制包括 定向聚集和外延生长2个过程,反应初期生成的高活性晶核快速形成不规则橄榄状颗粒并定向聚集成短簇 状结构,再沿z 轴方向外延生长,形成长簇的三维花状结构. 关键词摇 三维花状结构;琢鄄FeOOH;低温回流;双氯芬酸钠;吸附特性 中图分类号摇 O614 摇 摇 摇 摇 文献标志码摇 A [1,2] [3~5] [6] 针铁矿(琢鄄FeOOH)已被广泛应用于多个领域,如作为催化剂 、吸附剂 、 电容材料 、疏水 [7] [8] [9~12] 材料 、磁介质 等. 早期人们对琢鄄FeOOH 的研究主要集中在一维材料或大颗粒材料上 ,近年 来,尺度介于纳米至微米之间分等级自组装三维结构琢鄄FeOOH纳米材料因其独特的尺寸和形貌而具 有新的物理化学性能[3,5,8,13,14] ,如比表面积大、吸附性能良好,可用于去除重金属离子;矫顽力低,可 作为软磁性材料;还可作为制备多维结构光催化剂琢鄄Fe O 的前驱物等,从而引起广泛关注. 2 3 [15] [6,16,17] 三维结构琢鄄FeOOH 的合成方法主要包括传统的模板法 和基于 Ostwald 熟化 、 定向聚 [18~21] [3,4,22] [5,8] [23] 集 等机理发展起来的水(溶剂)热法 、水(油)浴回流法 及声波降解法 等. 传统的模板 法中几乎都需要添加模板剂、表面活性剂和有机溶剂等,其合成过程复杂,易污染环境,因此寻求制 [3] 备简便及环境友好的合成途径非常必要. Wang等 采用溶剂热法