磁性螯合剂的制备及其对重金属废水去除效果的研究毕业论文.docx

1、 武汉理工大学毕业设计（论文）磁性螯合剂的制备及其对重金属废水去除效果的研究学院（系）： 资环学院 专业班级： 环工 1101 学生姓名： 李凯奇 指导教师： 李晔 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀

2、学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于 1、保密囗，在 年解密后适用本授权书2、不保密囗 。（请在以上相应方框内打“”）作者签名： 年 月 日导师签名： 年 月 日I摘 要本 文 通 过 共 沉 淀 法 制 备 出 来 的 Fe3O4磁 性 粒 子 具 有 较 强 的 磁 性 的 Fe3O4磁 性 粒子 ， 然 后 使 用 Stober 工 艺 对 Fe3O4磁 性 包 覆 SiO2,最 后 对 Fe304Si02粒 子 进 行 与EDTA 的 复 合 （ 以 及 通 过 APTES 修 饰 NH

3、2后 在 与 EDTA 进 行 复 合 ） ， 通 过 XRD、 SEM、红 外 光 谱 等 表 征 可 以 证 明 Fe3O4/EDTA 复 合 粒 子 成 功 制 备 出 来 ， 且 Fe3O4/EDTA 复 合粒 子 的 粒 子 的 稳 定 性 、 颗 粒 形 状 、 粒 度 分 布 等 都 相 较 于 Fe3O4磁 性 粒 子 有 了 较 为 明显 的 提 高 。 通过 Fe304Si02NH2EDTA 粒子对 Pb2+离 子 溶 液 的 螯 合 能 力 的 实 验 ， 可以 得 出 常 温 下 Fe304Si02NH2EDTA 粒子对 Pb2+离 子 溶 液 的 最 大 螯 合 能

4、力 不 小 于2.22mg/g。 另 外 还能得 出 在 常 温 条 件 下 Fe304Si02NH2EDTA 复 合 粒 子 无 论 是 螯 合效 率 还 是 螯 合 能 力 都 好 于 Fe304Si02 EDTA 复 合 粒 子 ， 所 以 在 制 备 Fe3O4/EDTA 复合 粒 子 时 使 用 硅 烷 偶 联 剂 （ APTES） 来 修 饰 氨 基 后 ， 可 以 增 强 EDTA 的 与 磁 性 颗 粒表 面 的 结 合 能 力 ， 从 而 使 得 Fe3O4/EDTA 复 合 粒 子 具 有 更 好 的 性 能 。关键词： Fe3O4粒 子 ； 改 性 ； 螯 合 IIAbs

5、tractFe3O4 magnetic particles prepared by co-precipitation of the issue out of the legal system Fe3O4 magnetic particles with a strong magnetic, Then use the Stober process on SiO2 magnetic coating .Finally, Fe304 Si02 particles are complexed with EDTA (and later modified by APTES NH2 with EDTA comp

6、osite) .By XRD, SEM, IR characterizations can prove Fe304 /EDTA composite particles out successfully prepared and Fe304 / stability, particle shape, particle size distribution of the composite particles so EDTA compared to Fe304 magnetic particles have a more significant promotion.By Fe304 Si02 NH2

7、EDTA particle experiments chelating ability of Pb2+ ion solution, we can draw at room temperature Fe304 Si02 NH2 EDTA particles to a saturation value Pb2+ ion solution maximum chelating ability. Also under ambient conditions of this chapter Fe304 Si02 NH2 EDTA complex particles and Fe304 Si02 EDTA c

8、omposite particles of Pb2+ solution chelating ability contrast experimentally derived under normal temperature conditions Fe304 Si02 NH2 EDTA chelation either composite particles co-efficiency or chelating ability are better than Fe304 Si02 EDTA stronger composite particles, so the preparation of Fe

9、304 / EDTA using a silane coupling agent (APTES) when modified amino composite particles, you can enhance the magnetic particle surfaces with EDTA binding capacity, so that the Fe304 / EDTA composite particles having better performance.Key Words：Fe 3O4 particles; modified; chelat目 录摘 要 .IAbstract.II

10、第 1章 绪论 .11.1重 金 属 离 子 的 危 害 11.2常 见 的 重 金 属 污 水 的 处 理 方 法 11.3磁 性 微 粒 在 处 理 重 金 属 废 水 中 的 应 用 21.4 目 前 有 关 磁 性 材 料 复 合 螯 合 物 的 研 究 现 状 41.4.1 Fe3O4微 粒 的 制 备 技 术 .41.4.2 Fe3O4微 粒 表 面 修 饰 技 术 .51.4.3复 合 螯 合 剂 复 合 的 技 术 .81.5本 课 题 研 究 的 目 的 及 意 义 10第 2章 F e304/螯 合 剂 复 合 粒 子 的 制 备 及 结 构 性 能 表 征 .112.1

11、实 验 仪 器 与 试 剂 112.1.1 实 验 仪 器 .112.1.2实 验 试 剂 .122.2 Fe3O4微 粒 的 制 备 及 表 征 122.2.1 Fe3O4微 粒 的 制 备 实 验 .122.2.2 Fe3O4微 粒 的 表 征 .142.3 Fe3O4SiO2微 粒 的 制 备 及 表 征 162.3.1 Fe3O4SiO2微 粒 的 制 备 实 验 .162.3.2 Fe3O4SiO2微 粒 的 表 征 .162.4 Fe3O4/EDTA复 合 粒 子 的 制 备 及 表 征 182.4.1 Fe3O4/EDTA复 合 粒 子 的 制 备 实 验 .182.4.2 Fe

12、3O4/EDTA复 合 粒 子 的 表 征 .192.5 本 章 小 结 22第 3章 Fe3O4/EDTA复 合 粒 子 对 Pb2+螯 合 性 能 研 究 .233.1 Pb2+溶 液 标 准 曲 线 233.2 室温条件下复 合 粒 子 螯 合 Pb2+溶 液 的 饱 和 量 233.3室温条件下两种复 合 粒 子 螯 合 Pb2+的 对 比 实 验 253.4本章小结 27第 4章 结 论 与 展 望 .29参考文献 .31致 谢 .33武汉理工大学毕业设计（论文）1第 1章 绪论1.1重 金 属 离 子 的 危 害所 谓 重 金 属 ,是 指 比 重 大 于 5 的 金 属 ,如 汞

13、 、 镍 、 铬 、 镉 、 铅 、 铜 、 锌 、 猛 等 。有 些 重 金 属 是 人 体 生 物 活 动 所 需 要 的 ,称 为 微 量 元 素 ,但 是 一 旦 人 体 内 重 金 属 超 过一 定 浓 度 ,就 会 对 人 体 产 生 危 害 ,导 致 中 毒 现 象 。 重 金 属 污 染 是 由 于 重 金 属 及 其 化合 物 危 害 所 造 成 的 环 境 污 染 ,主 要 是 水 体 污 染 ,另 外 还 有 固 体 废 物 及 大 气 污 染 。 重金 属 富 集 性 很 强 ,很 难 自 身 降 解 ,当 它 被 排 放 到 水 中 时 ,势 必 会 对 水 体 及

14、周 围 环 境 造成 污 染 ,也 会 对 水 体 中 的 藻 类 、 鱼 、 贝 类 等 产 生 危 害 ,污 染 了 水 质 ,通 过 生 物 链 浓 缩造 成 金 属 离 子 的 富 集 。 若 用 含 有 重 金 属 离 子 的 水 来 培 养 农 作 物 ,同 样 会 造 成 土 壤 及农 作 物 的 污 染 ,进 而 在 人 类 生 活 的 环 境 里 ,这 些 遭 受 重 金 属 离 子 污 染 的 农 作 物 、 水产 、 食 用 水 等 通 过 食 物 链 对 人 体 产 生 非 常 严 重 的 危 害 。1.2常 见 的 重 金 属 污 水 的 处 理 方 法重 金 属 污

15、 水 不 能 随 意 排 放 ,应 当 就 地 处 理 去 除 污 染 ,但 是 常 用 的 污 水 处 理 方 法并 不 能 分 解 破 坏 污 水 中 的 重 金 属 离 子 ,山 于 各 个 行 业 原 料 技 术 不 同 ,排 放 的 污 水 中重 金 属 离 子 的 类 型 、 形 态 及 含 量 差 异 很 大 ,这 也 加 大 了 治 理 的 困 难 。 目 前 主 要 的 处理 方 法 有 以 下 这 些 。 生 物 法 ,化 学 法 ,电 解 法 ,离 子 交 换 树 脂 法 ,反 渗 透 法 及 吸 附 法 。各 种 处 理 技 术 都 具 有 各 自 的 特 点 和 一

16、定 的 使 用 条 件 ,根 据 实 际 需 要 可 以 单 独 应 用 ,也 可 以 组 合 几 种 方 法 应 用 。生 物 法 1,早 在 80 年 代 人 们 就 发 现 并 利 用 微 生 物 (如 藻 类 、 细 菌 、 放 线 菌 、 酵母 菌 等 )来 净 化 水 体 ,它 们 有 着 独 特 的 性 能 ,能 够 有 效 地 从 水 中 吸 附 或 富 集 重 金 属 离子 。 一 般 来 说 ,微 生 物 是 通 过 带 电 荷 的 细 胞 表 面 来 吸 附 重 金 属 离 子 的 ,或 是 通 过 摄取 其 必 要 的 营 养 元 素 来 主 动 吸 收 重 金 属 离

17、 子 ,并 将 重 金 属 离 子 富 集 在 它 的 细 胞 表 面或 内 部 。 通 过 进 一 步 认 识 ,人 们 逐 渐 研 究 出 可 以 用 来 富 集 重 金 属 离 子 的 生 物 材 料 ,应 用 到 重 金 属 污 水 的 治 理 中 ,并 取 得 了 极 大 成 功 ,推 动 了 生 物 法 在 重 金 属 废 水 治 理方 面 的 进 展 。化 学 法 2,化 学 法 来 处 理 重 金 属 离 子 是 利 用 废 水 中 重 金 属 离 子 的 特 殊 性 质 ,由一 些 化 学 反 应 来 将 其 去 除 的 过 程 。 根 据 不 同 的 化 学 反 应 类 型

18、 ,化 学 法 处 理 重 金 属 离子 又 可 分 为 :铁 氧 体 法 、 氧 化 还 原 法 及 化 学 沉 淀 法 等 。武汉理工大学毕业设计（论文）2电 解 法 3,电 解 法 处 理 重 金 属 废 水 ,是 通 过 电 化 学 反 应 使 不 同 电 极 对 重 金 属 离子 发 生 作 用 。 当 阳 极 使 用 活 化 电 极 时 ,如 在 处 理 六 价 铬 离 子 废 水 中 ,阳 极 选 用 铁 板 ,在 酸 性 条 件 和 导 电 盐 NaCl 的 共 同 作 用 下 ,铁 板 发 生 溶 解 ,产 生 的 亚 铁 离 子 Fe2+具 有还 原 性 ,将 污 水 中

19、的 六 价 铬 还 原 成 三 价 络 离 子 ,与 此 同 时 阴 极 的 H+得 到 电 子 还 原 成氧 气 ,随 着 电 解 反 应 的 持 续 ,溶 液 的 PH 值 不 断 增 加 ,导 致 溶 液 中 Cr3+与 Fe2+生 成 氢氧 化 物 沉 淀 从 而 去 除 重 金 属 离 子 。 在 一 些 贵 重 金 属 的 污 水 溶 液 中 ,一 般 选 取 阳 极 为惰 性 电 极 ,此 时 通 过 电 化 学 作 用 ,溶 液 中 贵 金 属 会 沉 积 到 阴 极 板 ,从 而 可 以 回 收 重 金属 。 电 解 法 能 够 减 少 污 泥 的 产 量 ,且 能 回 收

20、重 金 属 ,何 其 耗 电 量 大 ,成 本 较 高 ,一 般选 择 将 溶 液 浓 缩 后 再 使 用 电 解 法 处 理 ,经 济 效 益 较 高 。离 子 交 换 树 脂 法 ,离 子 交 换 树 脂 法 处 理 水 中 的 重 金 离 子 ,是 利 用 树 脂 上 的 可 交换 离 子 同 废 水 中 的 重 金 属 离 子 进 行 交 换 的 过 程 ,这 个 过 程 是 可 逆 的 。 比 较 常 用 的 离子 交 换 树 脂 有 腐 植 酸 树 脂 、 螯 合 树 脂 、 阳 离 子 树 脂 、 阴 离 子 交 换 树 脂 等 。 离 子 交换 树 脂 法 既 能 去 除 各

21、种 重 金 属 离 子 ， 又 可 以 回 收 络 酸 ,用 其 处 理 过 的 水 质 好 ,可 以回 收 利 用 ,已 经 越 来 越 受 到 重 视 。反 渗 透 法 4, 反 渗 透 法 是 通 过 在 溶 液 的 一 端 加 上 比 自 然 渗 透 所 产 生 的 压 力 更高 的 压 力 ,使 自 然 渗 透 发 生 反 向 ,将 浓 溶 液 中 的 水 压 到 半 透 膜 的 另 一 端 稀 溶 液 中 ,达到 浓 缩 溶 液 或 污 水 的 目 的 。 反 渗 透 法 适 用 于 处 理 较 高 浓 度 的 重 金 属 污 水 ,主 要 在 于半 透 膜 材 料 的 选 择 ,

22、处 理 效 果 非 常 好 ,既 可 以 回 收 浓 缩 液 中 的 重 金 属 离 子 ,渗 透 出 来的 水 也 可 以 回 收 利 用 ,但 是 半 透 膜 使 用 时 间 过 长 会 影 响 处 理 效 率 ,且 浓 缩 溶 液 到 一定 限 度 后 效 果 就 不 明 显 ,不 能 完 全 去 除 。吸 附 法 ： 吸 附 法 处 理 废 水 中 的 重 金 离 子 ,是 选 用 适 当 的 吸 附 剂 ,利 用 其 活 性 表面 来 实 现 吸 附 重 金 属 离 子 。 常 见 的 吸 附 剂 有 活 性 炭 、 天 然 沸 石 、 粘 土 等 ,最 常 用 的活 性 炭 吸 附

23、 容 量 大 ,可 以 同 时 去 除 多 种 重 金 属 离 子 ,还 可 以 去 除 废 水 中 其 他 的 污 染物 。 吸 附 剂 原 料 来 源 广 泛 ,价 格 低 廉 ,但 是 吸 附 重 金 属 离 子 饱 和 后 不 易 再 生 ,使 用 寿命 短 ,也 难 以 对 重 金 属 离 子 回 收 。1.3磁 性 微 粒 在 处 理 重 金 属 废 水 中 的 应 用近 年 来 ,人 们 也 研 究 了 利 用 磁 性 纳 米 粒 子 易 吸 附 分 离 的 特 点 来 解 决 水 体 污 染的 问 题 ,由 于 磁 性 纳 米 粒 子 活 跃 的 化 学 特 性 ,在 其 表

24、面 可 以 修 饰 不 同 功 能 的 化 学 基团 ,由 化 学 基 团 的 吸 附 选 择 性 可 以 处 理 不 同 的 水 体 污 染 ,在 处 理 完 成 后 ,利 用 外 加 强磁 场 来 回 收 磁 性 颗 粒 ,也 完 全 做 到 了 与 水 体 充 分 分 离 ,没 有 二 次 污 染 ,成 本 低 廉 ,操作 方 法 简 便 。 其 中 ,磁 性 纳 米 粒 子 在 处 理 重 金 属 污 水 方 面 也 有 许 多 研 究 。武汉理工大学毕业设计（论文）3周 利 民 等 5利 用 反 相 乳 化 交 联 技 术 制 备 出 磁 性 壳 聚 糖 微 球 ,并 用 乙 二 胺

25、 进 行 改性 (EMCR),对 其 进 行 红 外 、 比 表 面 积 测 试 、 孔 径 光 学 显 微 镜 等 表 征 ,并 研 究 了 不 同条 件 下 对 Hg2+、 U022+吸 附 试 验 。 结 果 表 面 ,吸 附 容 量 随 着 PH 值 的 升 高 而 增 加 ,并 且由 于 对 Hg2+和 U022+不 同 吸 附 机 理 ,在 pH3 时 还 可 以 对 Hg2+、 U022+选 择 性 分 离 。Liu 等 6合 成 了 磁 性 壳 聚 糖 纳 米 复 合 体 ,利 用 溶 剂 热 法 制 备 出 Fe304磁 性 纳 米 粒子 ,表 面 修 饰 氨 基 并 接 上

26、 壳 聚 糖 。 利 用 壳 聚 糖 分 子 链 上 丰 富 的 氨 基 和 羟 基 可 以 螯 合重 金 属 离 子 ,研 究 了 不 同 条 件 下 对 Pb2+、 Cu2+、 Cd2+的 去 除 效 率 ,用 强 磁 铁 分 离 ,并 在微 酸 条 件 下 使 重 金 属 离 子 解 吸 ,回 收 磁 性 壳 聚 糖 复 合 体 ,同 时 还 浓 缩 了 重 金 属 离 子水 溶 液 ,可 以 对 重 金 属 离 子 回 收 。 同 时 磁 性 壳 聚 糖 复 合 体 循 环 六 次 使 用 后 仍 可 以 有93%的 去 除 效 率 。Zhang 等 7制 备 了 表 面 修 饰 有

27、氨 基 的 Fe304磁 性 纳 米 粒 子 ,再 成 功 将 乙 二 胺 四 乙酸 (EDTA)结 合 到 复 合 粒 子 表 面 ,合 成 了 Fe304-NH2/PEI-EDTA 复 合 纳 米 粒 子 ,对 其 进行 了 TEM、 红 外 、 XRD 及 磁 性 等 一 系 列 表 征 分 析 。 利 用 螯 合 剂 EDTA 对 重 金 属 离 子的 螯 合 性 能 ,处 理 了 含 有 Pb2+、 Cu2+、 Cd2+的 水 溶 液 ,强 磁 铁 移 除 磁 性 复 合 粒 子 ,分 离后 的 水 溶 液 用 盐 酸 处 理 后 没 有 发 现 铁 元 素 的 存 在 ,表 明 磁

28、 铁 分 离 很 彻 底 ,没 有 粒 子残 存 。 在 PH 为 5.05 时 对 Pb2+的 去 除 效 率 高 达 98.8%,在 弱 酸 条 件 下 回 收 了 复 合 粒子 ,循 环 三 次 使 用 后 去 除 效 率 有 93%。姜 炜 等 8分 别 利 用 了 络 合 剂 EDTA 和 DTPA 对 四 氧 化 三 铁 磁 性 纳 米 粒 子 进 行 了表 面 化 学 修 饰 改 性 ,制 备 出 表 面 具 有 螯 合 性 能 的 磁 性 纳 米 复 合 粒 子 ,利 用XRD、 TEM、 XPS、 VSM 等 对 复 合 粒 子 形 貌 、 结 构 及 磁 学 进 行 表 征

29、 ,结 果 表 明 ,EDTA 和DTPA 能 够 有 效 的 以 化 学 键 的 方 式 牢 固 的 结 合 在 粒 子 表 面 。 同 时 ,复 合 粒 子 对Cu2+、 Ca2+、 Mg2+、 Ni2+有 很 强 的 螯 合 作 用 。Ge 等 9利 用 3氨 丙 基 三 乙 氧 基 娃 院 (APS)和 丙 稀 酸 (AA)及 巴 豆 酸 (CA)的 共 聚物 来 改 性 Fe304 磁 性 纳 米 粒 子 ,合 成 Fe304APSAA-co-CA 复 合 粒 子 ,对 其 进 行TEM、 XRD、 红 外 光 谱 及 热 重 分 析 等 表 征 。 研 究 了 改 性 过 后 的

30、粒 子 对 水 溶 液 中 重 金属 离 子 (Cd2+、 Zn2+、 Pb2+和 Cu2+)的 去 除 能 力 ,研 究 了 不 同 pH 值 、 接 触 时 间 及 金 属离 子 浓 度 对 吸 附 效 率 的 影 响 ,探 讨 了 吸 附 等 温 线 ,吸 附 动 力 学 与 热 力 学 及 吸 附 重 金属 离 子 的 机 理 。 研 究 表 明 ,在 PH 为 5.5 时 对 重 金 属 离 子 吸 附 容 量 达 到 最 大 ,合 成 的复 合 粒 子 也 可 以 用 作 可 重 复 使 用 的 吸 附 剂 。武汉理工大学毕业设计（论文）41.4 目 前 有 关 磁 性 材 料 复

31、 合 螯 合 物 的 研 究 现 状1.4.1 Fe3O4微 粒 的 制 备 技 术就 磁 性 Fe3O4 微 粒 的 制 备 方 法 来 看 ， 大 致 可 分 为 物 理 方 法 、 生 物 法 和 化 学 方法 三 大 类 。 物 理 法 主 要 涉 及 机 械 粉 碎 法 、 蒸 发 凝 聚 法 、 离 子 溅 射 法 、 冷 冻 干 燥 法等 。 物 理 法 便 于 操 作 ， 但 存 在 所 制 得 的 粒 子 尺 寸 分 布 较 宽 （ 纳 米 微 米 ） ， 并 制 备过 程 耗 时 长 能 耗 大 等 缺 点 。 生 物 法 是 将 生 物 体 内 铁 蛋 白 的 球 形 多

32、 肽 壳 内 腔 中 含 有的 六 方 针 铁 矿 用 酸 溶 解 后 ， 得 到 去 磁 铁 蛋 白 ， 然 后 在 其 腔 内 用 亚 铁 盐 溶 液 可 沉 淀氧 化 出 大 小 约 为 6nm 左 右 的 四 氧 化 三 铁 纳 米 粒 子 ， 制 出 具 有 磁 性 的 蛋 白 质 “磁 性蛋 白 ”。 与 物 理 法 和 生 物 法 相 比 ， 化 学 法 合 成 磁 性 纳 米 粒 子 在 粒 子 种 类 、 尺 寸 与形 态 控 制 和 合 成 量 上 更 有 优 势 ， 更 有 广 阔 的 应 用 前 景 。 目 前 磁 性 纳 米 粒 子 的 化 学制 备 方 法 可 分

33、为 均 相 制 备 法 和 非 均 相 制 备 法 ， 其 中 均 相 制 备 方 法 包 括 共 沉 淀 法 和高 温 分 解 法 （ 高 度 -温 度 分 解 ） ， 非 均 相 制 备 方 法 有 微 乳 液 法 、 溶 胶 凝 胶 法 、超 声 化 学 法 、 激 光 分 解 法 和 电 化 学 沉 积 法 等 。1） 共 沉 淀 法 10是 把 沉 淀 剂 加 入 含 有 铁 盐 和 亚 铁 盐 的 混 合 溶 液 中 ， 然 后 加 热获 得 超 微 粒 子 的 方 法 。 在 Fe3O4纳 米 粒 子 的 实 际 制 备 中 可 以 具 体 采 用 下 述 三 种 反应 方 式

34、： （ 1） 以 铁 （ II） 为 水 解 反 应 原 料 ， 同 时 采 用 不 同 种 类 的 氧 化 剂 在 Fe2+水解 的 同 时 ， 将 其 部 分 氧 化 成 Fe3+， 最 后 得 到 Fe3O4纳 米 粒 子 ， 如 Suginmoto 等 人利 用 NO3-的 弱 氧 化 性 ， 以 Fe2+为 原 料 ， 通 过 水 解 反 应 制 得 了 粒 径 为 30-100nm 的 Fe3O4 纳 米 粒 子 ； （ 2） 以 铁 （ III） 为 原 料 ， 在 Fe3+水 解 反 应 过 程 中 ， 同 时 采 用还 原 剂 将 Fe3+部 分 还 原 成 Fe2+， 最

35、终 得 到 磁 性 纳 米 粒 子 ， 如 Qu 等 人 以 FeCl3为原 料 ， Na2SO3为 还 原 剂 ， 用 不 同 类 型 的 碱 如 NaOH、 NH3H2O 或 N(CH3)4OH 控 制 反应 体 系 的 pH 值 ， 制 得 了 粒 径 为 10nm 左 右 的 Fe3O4纳 米 粒 子 ； （ 3） 同 时 沉 淀 按 一定 比 例 混 合 的 二 价 和 三 价 铁 离 子 来 制 备 Fe3O4纳 米 粒 子 。 比 较 这 三 种 反 应 方 式 ，由 于 部 分 氧 化 或 部 分 还 原 反 应 不 易 控 制 ， 因 此 采 用 前 两 种 反 应 方 式

36、得 到 的 产 物 其组 成 强 烈 地 依 赖 于 氧 化 剂 还 原 剂 的 用 量 ， 所 以 更 多 人 倾 向 采 用 第 3 种 方 式 来 制 备Fe3O4纳 米 粒 子 。 共 沉 淀 法 的 主 要 缺 点 是 在 制 备 过 程 中 粒 子 的 成 核 过 程 和 生 长 过 程受 复 杂 的 水 解 平 衡 反 应 的 控 制 ， 因 此 得 到 的 粒 子 尺 寸 分 布 较 宽 。 对 这 一 缺 点 ， 通常 可 以 采 用 尺 寸 选 择 性 沉 淀 方 法 对 制 备 的 粒 子 进 行 后 处 理 以 得 到 单 分 散 性 更 好 的磁 性 纳 米 粒 子 。 此 外 在 水 溶 液 中 通 过 水 解 二 价 或 三 价 铁 离 子 的 方 法 来 制 备 磁 性 纳米 粒 子 ， 所 得 产 物 的 表 面 结 构 往 往 是 铁 氧 化 物 和 铁 氢 氧 化 物 的 混 合 物 。 总 的 来 看 ，共 沉 淀 法 操 作 简 便 、 反 应 条 件 温 和 ， 是 现 在 磁 性 纳 米 粒 子 制 备 的 主 要 方 法 。