磁性氧化硅-殼聚糖微納結(jié)構(gòu)復合材料的合成及對Hg2+的去除.pdf

1、近年來，由于磁性微納結(jié)構(gòu)復合材料具有獨特的結(jié)構(gòu)以及優(yōu)異的功能特性，已引起科研人員的廣泛關注。如何設計和制備出具有獨特功能的微納結(jié)構(gòu)復合材料并將其應用到水污染物的去除，是當前研究的一個重大挑戰(zhàn)。本論文針對Hg2+污染的去除問題，合成了具有大比表面積、強吸附作用、易磁回收和高再生能力的磁性介孔氧化硅復合材料和磁性殼聚糖微球復合材料。
　　主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　1.采用一步溶劑熱法成功合成了磁性殼聚糖微球(Fe3O4@CS

2、)，利用XRD，TEM，TGA，DSC，F(xiàn)TIR和VSM等技術對產(chǎn)物進行表征。結(jié)果表明，磁性殼聚糖微球尺寸在220-250nm之間且具有很高的飽和磁化強度（＞38.5emu/g），該球體是由殼聚糖包覆四氧化三鐵小晶粒堆積而成的，且四氧化三鐵小晶粒尺寸在10nm左右;隨著殼聚糖含量的增加，樣品的飽和磁化強度與單分散性降低?？疾炝薋e3O4@CS中不同配比的殼聚糖含量對Hg2+的吸附性能，最優(yōu)制備的Fe3O4@CS對Hg2+的最大吸附量達到

3、0.83mmol/g，其對Hg2+的吸附能力歸因于樣品表面暴露官能團的數(shù)量及單分散性的協(xié)同影響。通過動力學吸附實驗，吸附劑在10min內(nèi)即可達到吸附平衡，表明該吸附劑具有快速的吸附能力。同時吸附劑與本體溶液可通過外加磁場進行高效、快速分離，吸附劑吸附的Hg2+很容易被乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)洗脫，因此該吸附劑具有良好的循環(huán)再生能力。
　　2.以磁性碳(Fe3O4/C)微球為模板，合成了裝載有磁性納米顆粒的空心介孔二氧化

4、硅微球(HMSMCs)，再通過3-巰基丙基三甲氧基硅烷(MPTS)表面修飾，最終得到一種巰基修飾的磁性空心介孔二氧化硅微球(SH-HMSMCs)。通過對微球進行表征分析，結(jié)果表明，該微球的直徑約為250-300nm，其結(jié)構(gòu)包括介孔二氧化硅外殼，內(nèi)層的四氧化三鐵顆粒以及中空的空腔:氧化硅殼厚度約為50nm，F(xiàn)e3O4納米顆粒尺寸為10-12nm。因于巰基官能團與Hg2+的路易斯酸堿作用以及其獨特的孔通道的協(xié)同作用，使得這種超順磁性空心介孔