Регистрация / Вход
Прислать материал

Синтез магнитных композитов Fe/Fe3O4 – перспективных сорбентов для очистки воды от токсичных металлов

ФИО: Коурова Н.В.

Направление: Материаловедение

Научный руководитель: д.т.н., проф. Полисан Андрей Андреевич, к.х.н., с.н.с. Лукашев Роман Валерьевич

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Материаловедения полупроводников и диэлектриков

Академическая группа: МПП-11-1

В результате роста численности населения, более интенсивного использования воды и изменения климата все большее значение приобретают технологии водоочистки и водоподготовки для населения или повторного употребления воды в промышленности или сельском хозяйстве. В последние десятилетия актуальной и важной является задача разработки технологических решений, позволяющих эффективно очищать воду от ионов тяжелых и токсичных металлов, например, таких, как ионы кобальта. Целью данной работы является исследование сорбционных свойств магнитных композитов Fe/Fe3O4, полученных методом механохимической обработки, при очистке водных растворов от ионов Co (II).

Магнитные композиты Fe3O4/Fe с различным соотношением фаз были получены в результате механохимической обработки порошка железа с водой. Согласно данным рентгенофазного анализа механохимическая обработка порошка железа с водой приводит к образованию Fe3O4 (рисунок 1а). Показано, что при увеличении длительности механообработки возрастает содержание фазы Fe3O4 в получаемых композитах Fe/Fe3O4 от 10–15 об.% до 80–90 об.%.

Полученные магнитные композиты Fe/Fe3O4 были использованы в качестве сорбентов для очистки воды от ионов Сo (II). На рисунке 1б представлены изотермы сорбции ионов Co (II) из водных растворов порошками Fe3O4/Fe, полученными механохимической обработкой различной длительности. Полученные результаты свидетельствуют о том, что использование представленного метода позволяет получать композиты с высоким содержанием Fe3O4, характеризующиеся уникально высокой адсорбционной емкостью по отношению к ионам Co (II).

а
б

Рисунок 1 – а – Дифрактограммы порошков Fe3O4/Fe, полученных в результате механохимической обработки различной длительности; б – изотермы сорбции ионов кобальта (II) из водных растворов порошками Fe3O4/Fe,

В результате работы выявлено, что механохимическая обработка позволяет увеличить содержание Fe3O4, что приводит к росту равновесной адсорбционной емкости получаемых порошков по отношению к ионам Co (II). Проведенные исследования показывают, что механообработанные порошки на основе Fe3O4 могут быть использованы в качестве эффективных магнитных сорбентов при очистке сточных вод от ионов токсичных металлов.