电镀工厂排出的废水和废液中含有大量金属离子如：铬、镐、镍，含氰，含酸，含碱，一般常含有有机添加剂。金属离子有的以简单的阳离子形式存在，有的则以酸根阴离于形式存在，有的以复杂的络合离子存在。其中，含有Cr(VI)离子的废水可导致皮疹、呼吸道疾病、红血球溶解、急性肾功能衰竭、免疫系统衰弱、肝肾损伤、遗传变异等疾病。由于Cr(VI)离子毒性强，有较高的流动性和致癌、致突变效果，且不能被微生物分解，并通过食物链在生物体内富集，是国际公认的三种致癌金属之一，也是美国EPA公认的129种重点污染源之一^[1]。因此，含Cr(VI)废水处理刻不容缓。

除去水体中Cr(VI)的方法非常多，如氧化还原法、化学沉淀法、离子交换树脂法、蒸发浓缩法、铁氧体法、电解法和吸附法等。在这些方法中，吸附法凭借成本低、效果好、金属离子可以回收、吸附剂可以循环使用等优势，被人们广泛采用^[2]。

随着科学的迅速发展，各种各样的材料被成功地合成出来，并开始应用于环境污染的修复。其中Fe₃O₄颗粒因制备工艺相对简便、价廉、低毒、结构和功能的可预期性、可调控性等优点而被广泛关注。Fe₃O₄颗粒在常温下表现出超顺磁性; 易修饰功能基团，可与目标物发生特异性亲合吸附;在外加磁场的定向控制下，通过清洗和解吸操作，可将目标物从多组分环境中快速分离出来。尽管Fe₃O₄磁性颗粒有着很多材料所不具备的优点，它也有一些自身不能克服的缺点，如裸露Fe₃O₄颗粒在空气中极易被氧化，在酸性环境中易腐蚀和团聚，进而失去纳米材料特有的性质，使其吸附效果与吸附选择性变差^[3]。

活性炭是水处理过程中应用最早、最广泛且易得的吸附剂。活性炭的表面特征(比表面积、孔隙结构等)和表面化学性质(表面酸碱性、官能团等)等特点使活性炭具有优异的吸附性能^[4]。

碳包覆磁性金属颗粒是一种发展迅速的改性方法。碳包覆层环绕在外，形成了狭小的密闭空间，将金属颗粒与空气接触而被氧化，也阻止了粒子之间的团聚作用。另外，由于碳层的微孔结构，可以接枝大量的官能团，使得复合材料具有优异的生物相容性和分散性，能够被运用于诸多领域^[5]。Zhang等^[6]以葡萄糖作为碳源，利用水热法在180°C条件下反应4h，制备了球状的碳包覆Fe₃O₄纳米粒子。武琦钧^[7]等以蔗糖为碳源，乙二醇为造孔剂，利用水热法在150°C条件下反应4h得了C/Fe₃O₄磁性微孔复合材料。吴珊^[8]以葡萄糖为碳源，在180~200°C的条件下水热制得碳包覆Fe₂O₃的粉体，在300~600°C、通入惰性气体Ar的条件下煅烧1~2h获得碳包覆的Fe₃O₄纳米颗粒。毛景^[9]认为在碳水化合物包覆Fe₃O₄的过程中，Fe₃O₄会因为自身的重力作用，很快沉积到反应釜底部，而作为碳源的葡萄糖则溶解在溶液中，这就导致葡萄糖与Fe₃O₄不能够有效接触，对磁核用聚丙烯酸修饰以增强其在水中的分散性，有助于碳层的形成。李雪娜^[10]以SiO₂为硬模板制备空心碳球的研究中，发现间苯二酚对碳层的形成有促进左右，并通过控制间苯二酚的用量实现了对空心碳球壁厚从7nm到80nm的精确控制。在以生物质为碳源制备碳球的领域，洪效挺^[11]等将龙眼核作为碳源，在160~280°C水热反应4~16小时，制备了直径为48~52nm的龙眼核基纳米碳球。杜亚雷 ^[12]以玉米芯为碳源，先将玉米芯置于稀酸中处理得五碳糖酸液，然后在160°C水热8h制得微米级别的碳球。有关以生物质碳源制备磁性碳球的领域，Shuhui Li等^[13]将介孔纳米碳球与无机铁盐混合，然后在惰性气氛下600°C退火处理3h后制得了负载型磁性碳球。马文天等^[14]以油茶籽壳为碳源，在添加间苯三酚和CTAB的情况下，水热制备了核/壳结构磁性碳球。此外，Zhang .J.H等^[15]以聚乙烯为碳源，二茂铁为磁源，碳酸氢铵为还原剂，500°C一步水热制备了Fe₃O₄/C核/壳结构一维碳棒。

本论文将以花生壳或葡萄糖为原料，采用条件温和的水热法制备核/壳结构磁性碳微球，对比研究其对典型高六价铬含量电镀废水的静态吸附和动态吸附性能。

2. 研究的基本内容与方案

一、研究目标。

以花生壳等生物质材料为碳源水热法制备磁性碳微球吸附剂。

二步法制备高吸附性能磁性Fe₃O₄/C核/壳结构碳微球。

第一步：将无机铁盐、醋酸钠溶解在乙二醇中，用水热法制备一定粒径的Fe₃O₄磁核^[14] (如果必要在表面进行亲水修饰使其在水中的分散性变强，有利于在碳包覆的过程中形成球型)；第二步：以第一部制备的材料为磁核，花生壳或葡萄糖为碳源(必要时在酸性条件下进行前处理^[15],利于生物质水解为单糖)，间苯三酚为成型剂，制得所需磁性核/壳结构碳微球，并对其物相、形貌、孔结构以及吸附性能进行研究。