功能化磁性微球的制備及其吸附性能研究.pdf

1、四氧化三鐵磁性納米粒子具有高矯頑力、超順磁性、寬頻帶強(qiáng)吸收和低居里溫度等一些獨(dú)特的性能，因此它在物理、化學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，如磁制冷材料方面的應(yīng)用、隱身吸波材料的應(yīng)用以及磁記錄材料方面的應(yīng)用等。因而功能化納米磁性材料的制備和研究是當(dāng)下全球的研究熱點(diǎn)之一。
　　殼聚糖分子鏈中含有大量的活性基團(tuán)-NH2、-OH，能夠很好的吸附水中的金屬離子、腐殖酸類(lèi)物質(zhì)等，可實(shí)現(xiàn)對(duì)水中可溶性污染物的脫除，常用作水處理劑原料，但是殼聚糖吸附后難以快速

2、有效的與水體進(jìn)行分離，使其在應(yīng)用上受到了限制。本論文以殼聚糖和Fe3O4為原料制備的功能化殼聚糖磁性微球，具有利用簡(jiǎn)單的磁場(chǎng)分離方法就可將吸附染料與金屬離子后的殼聚糖磁性微球與基質(zhì)分離的優(yōu)點(diǎn)。
　　本論文（1）成功制備粒徑在500nm左右的磁性小球的方法為:分別用油酸、檸檬酸、正硅酸四乙酯（TEOS）修飾Fe3O4表面，使得四氧化三鐵表面具有大量的活性基團(tuán)，之后將TEOS修飾Fe3O4與經(jīng)4-氯苯基異氰酸酯改性的殼聚糖通過(guò)六亞甲基

3、雙異氰酸酯（HDI）連接，制得功能化殼聚糖磁性微球：Fe3O4@SiO2-殼聚糖磁性微球，并采用紅外光譜儀、掃描電鏡及透射電鏡儀等對(duì)所得各種磁性微球進(jìn)行了表征。
　　（2）研究殼聚糖改性劑對(duì)羅丹明B、亞甲基藍(lán)、銅離子、鎳離子以及鎘離子的吸附特性，考察了不同影響因子如吸附時(shí)間、pH值、離子的初始濃度和吸附劑用量，考察了其吸附動(dòng)力學(xué)及吸附熱力學(xué)，研究發(fā)現(xiàn)殼聚糖磁性小球?qū)α_丹明B、亞甲基藍(lán)、銅離子、鎳離子以及鎘離子最大吸附容量(mg/g

4、)分別為：羅丹明B1.497、亞甲基藍(lán)7.008、Cu2+101.1、Ni2+7.314、Cr3+288.6。
　　（3）纖維素與殼聚糖具有相似的結(jié)構(gòu)，采用與（1）中相同的方法制備了功能化纖維素磁性微球，并考察了其對(duì)銅離子的吸附性能，討論其吸附動(dòng)力學(xué)模型，研究結(jié)果表明：所得磁性微球平均粒徑520nm左右、分散性好，對(duì)Cu2+吸附在30min內(nèi)達(dá)到平衡，在吸附劑用量為0.1g，Cu2+濃度為0.02mol/L，pH=5時(shí)，吸附量可達(dá)