Fe3O4納米粒子的表面修飾及對乳化油污水的治理.pdf

1、含油廢水不僅引發(fā)了很多環(huán)境問題，還對人類的健康造成了巨大的威脅。目前，常用的油水分離材料存在很多缺點，如用量較大，回收困難，易造成二次污染等等。所以，研究新型的油水分離材料是非常有必要的。本論文合成了殼聚糖基絮凝劑，氨丙基改性磁性納米粒子和陽離子殼聚糖改性磁性納米粒子，研究了油水分離效果和機理，主要內容如下：
　?。?）通過丙烯酰胺(AM)或丙烯酰氧乙基二甲基芐基氯化銨(DBC)與殼聚糖(CS)與的接枝共聚制備了殼聚糖接枝共聚物C

2、S-g-PAM與CS-g-PDBC。發(fā)現(xiàn)在酸性與中性條件下CS-g-PDBC的絮凝效果最佳，而在堿性條件下CS的絮凝效果最好。采用Zeta電位法研究了CS與CS-g-PDBC的絮凝機理。對于CS-g-PDBC，在酸性、中性與堿性環(huán)境下均展現(xiàn)出了與CS不同的絮凝特性。在酸性條件下，靜電簇機理占據(jù)了較大的作用。在中性條件下，同樣是靜電簇機理起到了較大的作用。而在堿性條件下，CS-g-PDBC分子鏈易析出，但由于析出的分子鏈易于團聚纏結，導致

3、網(wǎng)捕卷掃作用較弱，因此絮凝效果變差。
　?。?）通過共沉淀法制備出Fe3O4納米粒子，并包裹一層SiO2，然后用3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）進行氨丙基改性制備出pH響應性磁性納米Fe3O4@SiO2-APTES并通過TEM，XRD，F(xiàn)TIR，Zeta電位，VSM等表征方法證明氨丙基改性的磁性納米粒子成功制備。研究了投加量，錨定密度，pH對油水分離效率的影響以及油水分離機理。在投加濃度為748mg/L時，粒子用酒精洗滌，重復

4、利用13次后依然具有良好的油水分離能力；用堿水洗滌，重復利用9次后依然有良好的油水分離能力。在酸性條件下，F(xiàn)e3O4@SiO2-APTES粒子通過界面活性和靜電作用吸附油滴；在中性條件下，粒子通過界面活性吸附油滴；在堿性條件下，由于強烈的靜電排斥作用，油滴無法吸附到粒子表面。靜電作用和表面活性在油水分離過程中起到重要的作用。結果表明：在酸性和中性條件下，粒子表現(xiàn)出良好的油水分離性能，而在堿性條件下無油水分離能力。
　　（3）在Fe

5、3O4@SiO2-APTES的基礎上接枝殼聚糖季銨鹽（QC）合成Fe3O4@SiO2-QC磁性納米粒子。通過透射電鏡、XRD、紅外光譜、Zeta電位的實驗表明QC改性的磁性納米粒子成功制備并研究了油水分離性能及機理。研究結果表明：Fe3O4和Fe3O4@SiO2無油水分離能力，F(xiàn)e3O4@SiO2-APTES在酸性條件下表現(xiàn)出一定的油水分離能力，而Fe3O4@Si O2-QC在各種pH條件下均表現(xiàn)出優(yōu)異的油水分離性能，且在循環(huán)使用8次后