五氯苯酚(pentachlorophenol，PCP)及其鈉鹽作為殺蟲劑､除草劑､防腐劑等曾被廣泛使用[1]。這些有機物生物富集能力強，且具有很強的致癌､致畸､致突變性[2]。由于PCP使用后往往排入江河､海洋等天然水體，因而對水環境具有很大的影響。有效地將其從水中去除是亟待解決的環境問題。
吸附法具有成本低､效率高､簡單易操作等優點，被認為優于其他的廢水處理技術。與普通吸附劑相比，納米吸附材料具有高的比表面積和表面原子，因而顯示出較強的吸附特性[3，4]，但納米吸附劑存在一些不足，如難沉降､不易回收等使其在污水處理中的應用具有局限性。
近年來，磁性納米材料作為吸附劑應用于污水 處理，具有周期短､成本低､易操作且外磁場作用下可快速分離，開始引起研究者高度重視[5-7]。
但是很多研究主要側重于磁性材料和其他材料的復合吸附劑來處理污染物[8-10]。如，陳海峰等[11]將鐵氧體負載在碳納米管上吸附處理了水中的亞甲基藍;胡淑婉等[12]報道了磁性碳納米管對甲基橙的吸附性能。
這些復合磁性吸附劑，一方面制備工藝復雜､成本高;另一方面是吸附速度慢等不足。需不斷研制出吸附性能高，容易回收的磁性吸附劑。
目前只有少數研究人員開始將Fe3O[13]4 和鐵氧體CoFe2O[14]4 作為吸附劑直接用于污水處理。
本文利用溶劑熱法制備非晶態Co1-xNixFe2O4納米吸附劑，直接吸附處理水中難降解有機污染物PCP，探究吸附性能和微結構特性對吸附的影響。
1 材料與方法
1.1 實驗試劑
五氯苯酚(C6HCl5O，化學純)，硝酸鐵(Fe(NO3)3· 9H2O，分析純)，硝酸鈷(Co(NO3)2·6H2O，分析純)，硝酸鎳(Ni(NO3)2· 6H2O，分析純)，聚乙二醇(化學純)，乙二醇(分析純)，無水乙酸鈉(分析純)。
1.2 Co1-xNixFe2O4 的制備
首先將一定質量的硝酸鎳､硝酸鈷､硝酸鐵放入三口燒瓶中，然后依次加入乙二醇(98%)､無水乙酸鈉､聚乙二醇，在磁力攪拌器上攪拌45min使其完全溶解，最后倒入反應釜中，升溫至180℃，反應12h。反應結束后，冷卻，洗滌，在40℃下真空干燥，即得Co1-xNixFe2O4 納米吸附劑。
1.3 吸附實驗
將制備好的Co1-xNixFe2O4 置于真空烘箱中烘干至恒重，準確取0.05g的吸附劑于碘量瓶中，加入30mL濃度為50mg/L的PCP溶液，在恒溫振蕩器中(25℃，180r/min)振蕩，過濾，測定殘留PCP的濃度。
1.4 分析方法
材料表征:用透射電子顯微鏡(TEM，HT7700，日本日立)表征Co1-xNixFe2O4 的形貌;X-射線衍射(XRD，德國布魯克AXS有限公司)分析樣品的晶相;用比表面積-孔徑分析儀(BET，Autosorb-iQ-MP-VP，美國Quantachrome儀器公司))測定比表面積;振動樣品磁強計(VSM，美國LDJ公司)定量測定磁力大小。
PCP濃度測定:配制濃度為1.0､5.0､10､20､30和50mg/L的PCP溶液，波長為320nm下，用紫外-可見分光光度計(UV-VIS)測定吸光度。結果如圖1所示，在此濃度范圍內吸光度A與PCP濃度呈良好的線性關系。水中PCP的濃度根據標準曲線計算。
2 結果與分析
2.1 Co0.5Ni0.5Fe2O4 的表征
圖2為新制備的Co0.5Ni0.5Fe2O4 的TEM。從圖中可以看出，納米顆粒呈絮狀，且易于團聚。這是由于磁性的納米顆粒受磁力､顆粒間的靜電力等共同作用的結果。圖中可知，大多數顆粒直徑在50nm以內。
圖3為Co0.5Ni0.5Fe2O4 的磁滯回線圖，由圖可知，Co0.5Ni0.5Fe2O4 表現出軟磁性，飽和磁化強度為10.4emu/g。從圖3的未加磁場(左)和加磁場(右)圖中可知，外加磁場存在下可實現吸附劑的有效回收。
2.2 Co0.5Ni0.5Fe2O4 對PCP的吸附動力學
取0.05g吸附劑放入碘量瓶中，加入30mL濃度為50mg/L的PCP的溶液，于恒溫振蕩器中(25℃，180r/min)振蕩，隔一定時間內測其吸光度，每個點重復3次。吸附量(G)隨時間的變化如圖4所示。從圖中可以看出，在吸附的初始階段，Co0.5Ni0.5Fe2O4 對水中PCP的吸附比較迅速，20min后開始趨于穩定，60min時達到平衡。由于在吸附初期基本上呈線性，吸附平衡后，吸附量基本保持不變，所以吸附動力學應符合Langergren方程。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。
tGt= 1k2G2e+ 1Get (1)式中:Gt為t時吸附量，mg/g;Ge為吸附平衡時的飽和吸附量，mg/g;k2 為吸附速率常數，min-1。以t/Gt對時間擬合結果如圖5所示。結果表明，平衡吸附量Ge 為27.87 mg/g，k2 為0.08 min-1，R2 為0.99，吸附性能良好。
