α-Fe2O3/SiO2纳米颗粒混合体系表面的酸碱性质及其对重金属离子的吸附行为

孙和云 ,  樊佳妮 ,  黄佩佩 ,  孙中溪

引用本文: 孙和云, 樊佳妮, 黄佩佩, 孙中溪. α-Fe2O3/SiO2纳米颗粒混合体系表面的酸碱性质及其对重金属离子的吸附行为[J]. 物理化学学报, doi: 10.3866/PKU.WHXB201206072 shu
Citation:  SUN He-Yun, FAN Jia-Ni, HUANG Pei-Pei, SUN Zhong-Xi. Acid-Base Properties and Adsorption Behaviors of Heavy Metal Ions at the Surface of α-Fe2O3/SiO2Nano-Mixed System[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, doi: 10.3866/PKU.WHXB201206072 shu

α-Fe2O3/SiO2纳米颗粒混合体系表面的酸碱性质及其对重金属离子的吸附行为

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(50874052, 20677022) (50874052, 20677022)

    国家重大科学研究计划(2011CB933700)资助项目 (2011CB933700)

摘要:

以Fe(NO3)3·9H2O和正硅酸乙酯(TEOS)为原料, 通过溶胶-凝胶法和辅助模板法分别制备了纳米α-Fe2O3和SiO2, 并对所合成样品进行了粉末X射线衍射(XRD)和BET表征. 使用自动电位滴定仪测定了α-Fe2O3/SiO2纳米颗粒混合体系的表面酸碱性质. 研究了在不同pH下α-Fe2O3/SiO2混合体系对Cu2+、Pb2+、Zn2+离子的吸附行为. 基于上述实验数据, 用WinSGW软件计算了α-Fe2O3/SiO2混合体系表面酸碱配位常数, 并得出结论: α-Fe2O3/SiO2混合体系表面反应为单一脱质子反应≡XOH ⇔ ≡XO-+ H+(lg K = -8.19±0.15), 明显区别于同时具有加质子和脱质子反应的α-Fe2O3/SiO2/γ-Al2O3, α-Fe2O3/γ-Al2O3和SiO2/γ-Al2O3等纳米颗粒混合体系. 在此基础上拟合得到α-Fe2O3/SiO2混合体系吸附重金属离子Cu2+、Pb2+、Zn2+的表面络合反应平衡常数分别为:
≡XOH + M2+ ⇔ ≡XOM++ H+ [lg K = -3.1, -3.6, -3.8 (M = Cu, Pb, Zn)].
≡XOH+M2++H2O ⇔≡XOMOH+2H+[lg K = -8.8, -8.0, -10.5 (M = Cu, Pb, Zn)]

English

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  • 发布日期:  2012-08-02
  • 收稿日期:  2012-04-26
  • 网络出版日期:  2012-06-07
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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