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通过共沉淀法（样品表示为MagDt-P）和水溶胶法（MagDt-H）制备了硅藻土负载/未负载的磁铁矿纳米颗粒。无负载和有负载的磁铁矿纳米粒子的平均尺寸分别约为25nm和15nm。负载的磁铁矿纳米颗粒存在于硅藻壳的表面或孔隙内部，比未负载的具有更好的分散性和更少的共聚。硅藻土二氧化硅的羟基结构和脱水过程示意图如图4.11所示。
图4.11 硅藻土二氧化硅的羟基结构和脱水过程示意图
合成的磁铁矿纳米颗粒对六价铬Cr（Ⅵ）的吸附主要受物理化学过程的控制，其中包括静电吸引，然后是氧化还原过程，其中Cr（Ⅵ）被还原为三价铬Cr（Ⅲ），如图4.12所示。Cr（Ⅵ）的吸附高度依赖于pH值，吸附动力学遵循准二级动力学模型。硅藻土负载/非负载磁铁矿的吸附数据与朗缪尔等温线方程拟合良好（见图4.13）。
图4.12 硅藻土负载材料的TEM图
（a）磁铁矿纳米粒子；（b）硅藻土；（c）和（d）MagDt-P中的两个硅藻壳；（e）和（f）MagDt-H中的两个硅藻壳；（g）和（h）高分辨率的样品MagDt-H
图4.13 硅藻土负载/非负载磁铁矿的吸附数据与朗缪尔等温线方程拟合曲线
（a）初始溶液pH值对Mag、MicroMag和Dt上Cr（Ⅵ）去除的影响；（b）搅拌时间对Mag、MicroMag和MagDt-H去除Cr（Ⅵ）效率的影响；（c）搅拌时间对归一化铬摄取到实际Fe 3 O 4 含量的影响；（d）Mag、MicroMag和MagDt-H的Cr（Ⅵ）吸附等温线
根据伪二级动力学方程计算，通过水溶胶法合成的硅藻土负载的磁铁矿表现出比未负载的纳米级磁铁矿（10.6mg·g -1 ）和微米级磁铁矿（5.3mg·g -1 ）更高的单位质量磁铁矿吸附容量（11.4mg·g -1 ）。这些材料每单位质量（g）的磁铁矿含量的单层吸附容量（从使用朗缪尔方程模拟获得）遵循类似的顺序：硅藻土负载的纳米级磁铁矿（69.2mg·g -1 ）>未负载的纳米级-鳞片磁铁矿（21.7mg·g -1 ）>微米级磁铁矿（14.6mg·g -1 ）。这些结果表明硅藻土载体可用于提高Cr（Ⅵ）吸附能力。此外，硅藻土的负载有助于磁铁矿纳米颗粒的储存和造粒。这些基本结果表明，硅藻土负载/未负载的磁铁矿纳米颗粒很容易制备，使得从水溶液中去除Cr（Ⅵ）具有广阔的应用前景。