新型磁性螯合纳米材料对水中Cd2+的吸附性能

郭晓婧 张志毅 郭掌珍

(山西农业大学资源与环境学院，山西 太谷 030801)

随着城市工业化的发展，大量的废水排放使得重金属污染已经发展成为普遍存在的全球性问题。镉(Cd)是一种具有较强毒性的重金属，易通过食物链富集，并可在环境中经代谢转化或与其他污染物通过联合作用表现出复杂的毒性作用[1-2]。因此，水体Cd污染控制引起了科学家的广泛关注。目前，废水中重金属的去除方法主要有化学沉淀法、混凝法、离子交换法、膜过滤法、生物法和吸附法等[3-4]，其中，吸附法因处理工艺简单、吸附效能高、能耗少、成本低等优点，得到了广泛应用[5]，开发高效吸附剂成为近年研究的热点。常见的吸附剂包括生物炭[6]、粘土矿物[7]、离子交换树脂[8]等。而理想的吸附剂应具备环境友好、吸附性能高、选择性好的特点，并且易于从环境介质中移除，同时具有一定的再生性能[3]。

Fe3O4等磁性纳米粒子比表面积大、易于分离，可通过表面修饰或包裹等方法改善性能，接枝多种官能团，用于吸附水体中的生物分子[9]、有机污染物[10]和重金属离子[11]等，成为当前环境修复材料的热点。当前，主要采用表面活性剂、聚合物、天然矿物、生物炭等材料，以及多材料复合等方式对磁性材料进行修饰[12-14]，其中，SiO2因易于功能化，且具有良好的热稳定性和化学稳定性常被用于包覆纳米Fe3O4，改善Fe3O4易团聚、易氧化等缺点[15]。同时为提升SiO2包覆的核壳结构磁性纳米Fe3O4材料吸附的性能、效率和选择性，通常会进一步进行表面修饰或功能化，如氨基功能化、羧基功能化和硫醇功能化等[16-17]。……