陽離子性磁性納米顆粒的制備及應用.pdf

1、四氧化三鐵納米粒子具有特殊的磁性、無毒、生物相容性好、吸附性好、易制備、易修飾等優(yōu)點。許多實驗結(jié)果證明，將四氧化三鐵納米粒子作為吸附劑，可有效吸附染料和重金屬離子，還能通過磁分離、脫吸附等步驟回收利用吸附劑，且回收利用率高。論文中首次直接以陽離子聚合物為沉淀劑和穩(wěn)定劑，采用一步共沉淀法制備了陽離子性磁性納米顆粒，通過掃描電鏡、透射電鏡、動態(tài)光散射儀、傅里葉紅外光譜、X射線衍射儀、熱重分析儀、振動樣品磁強計等表征手段對所制備產(chǎn)物的性質(zhì)進行

2、了表征；考察了陽離子性磁性納米顆粒對染料和重金屬離子的吸附性能。
　　在本實驗室條件下，首次以聚乙烯亞胺（PEI）為沉淀劑制備了Fe3O4@PEI，其最佳制備條件為：Fe2+/Fe3+=5，N/Fe=4，CFe=0.2mol/L，反應溫度90℃，反應時間1h。所得產(chǎn)物形貌均一，在水中分散性較好，有一定的抗酸、抗堿、抗鹽的能力，且有一定的時間穩(wěn)定性。而按傳統(tǒng)方法以PEI為添加劑，用氨水為沉淀劑制備所得顆粒分散性更好，但磁性能差，不易

3、進行磁分離。
　　為增加磁性顆粒在水溶液中的穩(wěn)定性，分別用丙烯酰氯和環(huán)氧氯丙烷連接聚乙二醇單甲醚（mPEG）和 PEI制備了(mPEG)n-PEI（MmPEG=550/2k/5k Da，n=1/2/3/10）陽離子接枝共聚物；再以其為沉淀劑制備了Fe3O4@PEI-(mPEG)n。mPEG分子量為2k、n=3時所得磁性顆粒的粒徑最小、分散性最好。
　　用 Fe3O4@PEI和 Fe3O4@PEI-(mPEG2k)3(S2)為

4、吸附劑對染料和重金屬離子進行了吸附實驗?？疾炝巳芤撼跏紁H、吸附時間、溫度、吸附質(zhì)初始濃度、吸附劑循環(huán)使用次數(shù)等因素對陽離子性磁性納米顆粒吸附染料和重金屬離子的影響。實驗結(jié)果表明，陽離子性磁性納米顆粒對陰離子染料的吸附作用較重金屬離子更強。mPEG的引入可增加陽離子性磁性納米顆粒對染料的吸附作用，但對重金屬離子的吸附作用有所減弱。吸附劑經(jīng)過解吸附后能循環(huán)使用，回收使用率較高，能循環(huán)使用三次以上。
　　以上結(jié)果表明，直接以陽離子聚合