基于溶剂热法制备Fe3O4微纳米功能材料及Cr（VI）污染物去除研究

doi:10.3969/j.issn.2097-2806.2026.07.004

摘要/Abstract

摘要：

以AgNO₃为原料，基于溶剂热法制备了Ag-Fe₃O₄纳米功能材料，通过XRD、SEM、XPS、UV-vis、FTIR、氮气吸附脱附测试等手段表征了Ag-Fe₃O₄纳米功能材料物相结构、微观形貌、光谱性能和孔特征，并模拟了其在不同条件下对废水中Cr（VI）的吸附性能。研究结果表明：溶剂热法制备出的Ag-Fe₃O₄纳米功能材料为反尖晶石结构，具有较高的结晶度，Ag通过界面Ag-O-Fe键成功化学负载于Fe₃O₄表面，形貌为粗糙的球形颗粒。3% Ag负载的样品表现出最窄的带隙2.77 eV和最长的吸收边446 nm，比表面积达到最大值588.6 m²/g，孔容为0.418 cm³/g。Ag负载后显著提升了Fe₃O₄纳米功能材料对废水中Cr（VI）的吸附性能，3% Ag试样在240 min对Cr（VI）的去除率高达96.99%，表现出最优异的去除效果，随着纳米功能材料投加量的增加，吸附效果增强。3% Ag试样在pH=1时吸附效果达到最大值99.24%，经过5次循环后仍能保持85%以上的去除率，具有优异的循环稳定性。

关键词: 溶剂热法, Fe₃O₄, 纳米功能材料, 铬元素, 废水处理

Abstract:

Ag-Fe₃O₄ functional nanomaterials were prepared by solvothermal method using AgNO₃ as raw material. The crystal structure, microstructure, spectral properties and pore characteristics of Ag-Fe₃O₄ nanomaterials were characterized by XRD, SEM, XPS, UV-vis, FTIR and nitrogen adsorption-desorption tests. Their adsorption performance for Cr（VI）in wastewater under different conditions was simulated. The results showed that the Ag-Fe₃O₄ nanomaterials prepared by solvothermal method hadanti-spinel structure and exhibitedhigh crystallinity. Ag had been successfully chemically loaded onto the surface of Fe₃O₄ through the interfacial Ag-O-Fe bonds, and the morphology was rough spherical particles. The sample loaded with 3% Ag exhibited the narrowest band gap of 2.77 eV and the longest absorption edge of 446 nm, with a maximum of specific surface area of 588.6 m²/g and a pore volume of 0.418 cm³/g. The loading of Ag significantly enhanced the performance of Fe₃O₄ nanomaterials for adsorbing Cr（VI）in wastewater. The sample containing 3% Ag achieved a Cr（VI）removal as high as 96.99% within 240 min, indicative of the most outstanding removal effect. With the increase of the dosage of functional nanomaterials, the adsorption effect was enhanced. The adsorption effect of the sample containing 3% Ag reached the maximum value of 99.24% at pH of 1, and theremoval of Cr（VI）could still maintain over 85% after 5 cycles, indicative of excellent cycling stability.

Key words: solvothermal method, Fe₃O₄, nano functional material, chromium, wastewater treatment

中图分类号:

O643.3

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样品	比表面积/（m²/g）	孔容/（cm³/g）	孔径/nm
Fe₃O₄	366.2	0.185	4.9
1% Ag	422.4	0.212	5.1
2% Ag	484.6	0.336	4.7
3% Ag	588.6	0.418	5.0
4% Ag	492.1	0.397	5.3

基于溶剂热法制备Fe₃O₄微纳米功能材料及Cr（VI）污染物去除研究

Research on the preparation of Fe₃O₄ micro-nano functional materials by solvothermal method and the removal of Cr（VI）pollutants

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