普魯士藍膠體粒子對稀土的吸附特性及其在稀土分離富集和T1增強磁共振造影劑上的應用.pdf

1、普魯士藍由于具有多方面的優(yōu)異性能而被廣泛運用于染料、分子磁體材料、電化學催化、生物傳感器、儲氫材料等多個領域。尤其是其膠體納米粒子的分散性好、表面能大且具有三維孔洞結構和可交換的陽離子,對金屬離子有很好的吸附作用。本研究采用簡單的液相沉淀法來制備普魯士藍膠體納米粒子,系統(tǒng)研究它們對稀土離子的吸附性質和規(guī)律性,并用于從低濃度稀土溶液中的回收稀土,開發(fā)新型T1增強磁共振造影試劑。
　　 普魯士藍膠體粒子的合成采用氯化鐵和亞鐵氰化鉀為

2、原料,在常溫和亞鐵氰化鉀稍過量的條件下攪拌反應,隨后加入丙酮析出普魯士藍固體納米粒子。合成粒子在水溶液中分散性好,zeta電位負值高,其粒徑在10～100 nm范圍內,D50為30～35 nm左右,粒度均勻。在pH值3～7.5之間能長期穩(wěn)定分散在水中,得到高穩(wěn)定性的膠體溶液,將其裝入滲析袋并與待處理的稀土料液接觸,稀土離子通過膜孔進入滲析袋后即可被PB-CNPs吸附。考察了平衡時間t、pH值、溫度T、鹽(NaCl)和稀土離子初始濃度c0

3、對吸附平衡的影響。結果證明PB-CNPs對稀土離子的吸附符合朗格繆爾吸附等溫線方程,飽和吸附容量達到250 ug/mg,隨著稀土元素原子序數(shù)的增大,吸附常數(shù)降低,對輕稀土的吸附能力明顯強于對重稀土的吸附,證明稀土離子是以水合離子形式被吸附的。該吸附過程為具有贗二級反應動力學特征的可逆過程,隨吸附量的增加,粒子顆粒增大,zeta電位負值降低,達到飽和吸附時的粒子zeta電位在0 mv左右,可以澄清后分離。采用酸和鹽可以對吸附的稀土離子進行

4、脫附,進而達到富集回收稀土的目的。
　　 Gd3+最外層有七個成單電子(4f7),電子自旋磁矩最大,弛豫率高,電場對稱,易與水配位,是造影劑的較佳選擇?；赑B-CNPs對稀土離子的超強負載能力,我們將PB-CNPs溶液與含Gd3+離子的水溶液混合攪拌反應后、用丙酮聚沉并經離心分離、自然風干,得到負載有Gd3+的PB-CNPs造影試劑。考察了Gd3+與PB-CNPs質量比、pH對產物的影響,評價了合成產物的弛豫效率和生物相容性。