Cu2+磁性壳聚糖印迹粒子的制备及对Cu2+的吸附

采用一步共沉淀法和离子印迹技术,制备了Fe3O4-壳聚糖(Fe3O4-CTS)印迹粒子。通过X射线衍射、傅里叶红外光谱,振动样品磁强计、热重分析、Zeta电位等手段对Fe3O4-CTS印迹粒子及对比粒子进行结构和性能表征。研究了pH、吸附剂的量、Cu2+初始浓度、吸附时间及温度等不同因素对吸附性能的影响。结果表明,对于印迹粒子,pH=6,吸附时间为4 h,为较理想的吸附条件;当溶液中Cu2+的质量浓度为120 mg/g,吸附剂的质量为50 mg时,吸附基本达到了平衡,单位吸附量约为21.304 mg/g。     

铜离子印迹磁性复合吸附剂的制备

为了有效地提高废水中吸附剂对铜离子的吸附性能,降低重金属离子对水体的污染,以Cu(Ⅱ)为印迹离子,壳聚糖为印迹母体材料,青霉属菌丝体为核心,纳米Fe3O4为磁组分,制备了铜离子印迹磁性复合吸附剂(Cu(Ⅱ)-IMB).研究了复合吸附剂的制备方法及制备条件与Cu(Ⅱ)吸附性能的关系,并通过响应面分析法(Response Surface Methodology,RSM)优化确定了复合吸附剂制备的最佳工艺条件.实验表明,以硫酸铜中Cu(Ⅱ)为印迹模板,2g菌丝体/0.2gCS,交联剂环氧氯丙烷加入2.99g,Fe3O4加入0.505g,印迹铜离子质量为25.245mg时,所制备Cu(Ⅱ)-IMB对铜离子去除率达82.85%(质量分数),吸附容量33.8mg/g,可重复使用5次以上.用铜离子印迹磁性复合吸附剂物理吸附方法去除水体中重金属离子成本低廉,磁性回收方便,选择吸附性能好、无污染,在废水处理中具有广阔的应用前景.     

氨基化修饰介孔Fe_3O_4@SiO_2@mSiO_2磁性吸附剂的制备及吸附性能的研究

以Fe_3O_4为磁核,中间包覆一层SiO_2,再以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂形成介孔二氧化硅,并以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为表面官能团化基团,对介孔磁性材料表面进行氨基官能团化。通过XRD、TEM、FT-IR对磁性纳米粒子及核壳式磁性纳米复合粒子进行了表征分析。研究了氨基功能化介孔磁性纳米粒子对水中Cu(Ⅱ)的吸附性能。考察了接触时间、溶液的pH值、初始浓度、吸附剂用量对吸附效果的影响,并对其吸附动力学和吸附等温线进行了研究。同时考察了负载了重金属离子的吸附材料用酸溶液超声处理后循环使用的吸附效率。结果表明,二级动力学模型比一级动力学模型更适合于描述吸附剂对Cu(Ⅱ)的吸附动力学行为,说明吸附过程为化学吸附;其对Cu(Ⅱ)的吸附可用Langmuir吸附等温模型进行较好地描述,说明吸附为单分子层吸附,其对Cu(Ⅱ)的最大吸附量为120 mg/g;最大吸附发生在pH值为5.0,t=120 min时。且吸附剂解吸再生4次后,吸附率还能达到68.75%,说明所制备的氨基功能化磁性纳米材料具有较高的吸附容量,是一种潜在的能高效吸附、可再生利用的去除废水中重金属离子的吸附材料。     

纳米Fe3O4/聚苯胺复合粒子的制备及其磁性能研究

用水解沉淀法制备纳米Fe3O4,然后在其溶液中原位合成聚苯胺,得到纳米Fe3O4/聚苯胺复合粒子.通过XRD、TEM、JDM等测试对纳米复合粒子的形态、结构及磁性能进行了研究.实验制备的纳米Fe3O4粒子粒径为30nm左右,在其表面沉积聚苯胺后,复合粒子的粒径达到了50nm左右.与纳米Fe3O4粒子相比,纳米Fe3O4/聚苯胺复合粒子的XRD峰形变得更为明锐.纳米复合粒子的磁性能表现出软磁性,与纳米Fe3O4粒子相比,矫顽力减小为0,这可以大大减小材料的磁滞损耗和退磁难度,性能得到改善.     

Ag+高效吸附剂Fe3O4/PANI,PPY的制备及吸附性能研究

首先在Fe3O4纳米粒表面,以吡咯、苯胺单体为原料,以硝酸(HNO3)为酸性掺杂剂,过硫酸铵[(NH4)2S2O8,APS]为氧化剂,分别采用原位化学氧化聚合法合成了Fe3O4/PANI、PPY复合纳米材料吸附剂。其次研究了以上两种复合纳米材料Fe3O4/PANI、PPY对重金属离子Ag+的吸附性能以及吸附率与pH值的关系,发现以上两种吸附剂对Ag+具有高的吸附性,吸附率达到99.9%,且随着pH值的升高吸附率增大。最后采用SEM、FT-IR及EDX表征的方法,研究了吸附前后吸附剂的变化及吸附机理,表明吸附前后高分子结构没有发生变化,其中N原子是其吸附活性中心。以上两种磁性Fe3O4/PPY和Fe3O4/PANI二种复合纳米粒吸附剂,对于严重影响到水体生物存活的污水中银离子的除去和回收提供了一种简便、高效的分离回收方法。     

新型磁性印迹聚合物的制备及其吸附性能研究

以纳米Fe3O4和TEOS为原料制备Fe3O4/SiO2颗粒;然后以壳聚糖为功能单体,环氧氯丙烷为交联剂,Cu(Ⅱ)为模板离子,在Fe3O4/SiO2表面负载印迹聚合物,从而制备了一种新型的表面印迹磁性聚合物Fe3O4/SiO2/CS.并用IR和XRD对产物进行了表征.Fe3O4/SiO2/CS对单一溶液中Cu(Ⅱ)的吸附率为82.04％,对Cu(Ⅱ)和Fe(Ⅱ)混合溶液中对Cu(Ⅱ)吸附率为77.80％,远高于对混合溶液中Fe(Ⅱ)的吸附率.制备的印迹聚合物Fe3O4/SiO2/CS对Cu(Ⅱ)有较高的吸附容量和较高的选择性.     

氨基化磁性纳米粒子的制备及其对Pb2+吸附性能研究

采用改进的高温分解法制备单分散Fe3O4纳米粒子,以正硅酸乙酯为硅源在其表面包覆SiO2,以N-氨乙基-γ氨丙基三甲氧基硅烷为改性剂对复合粒子进行表面氨基化修饰,制备出氨基化磁性复合纳米粒子Fe3O4@SiO2—NH2。利用红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD),振动样品磁强计(VSM)等手段对复合粒子进行了表征,并研究其作为吸附剂在不同条件下对Pb2+的吸附性能。表征结果显示,所制备的复合粒子具有核壳结构,粒径均匀大约在50nm,粒子表面拥有丰富的氨基功能基团;复合粒子饱和磁化强度为69.50A.m2/kg,具有超顺磁性。吸附实验表明所制备的氨基化磁性复合纳米粒子对Pb2+具有较大的吸附容量,是一种能够有效处理含铅废水的吸附材料。     

纳米Fe_3O_4/PS-EDTA功能微球的制备及对Cu~(2+)的吸附性能

以磁性纳米Fe3O4为核,利用苯乙烯(St)聚合对其进行包覆,并进一步对表面进行氯取代、乙二胺取代及氯乙酸取代反应,制备了Fe3O4/PS-EDTA纳米磁性复合微球。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、热重(TGA)分析、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱仪、紫外分光光度计等对Fe3O4/PSEDTA微球性能进行了表征。结果表明,EDTA有效地以化学键合方式连接到纳米磁性Fe3O4/PS表面,且粒径均匀。Fe3O4/PS-EDTA对Cu2+表现出了良好的吸附性能,饱和吸附量为98.59mg/g,吸附等温数据符合Langmuir模型,吸附动力学符合拟二级反应动力学模型。     

磁性壳聚糖半互穿热膨胀水凝胶的制备及对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以壳聚糖、丙烯酰胺和新型温敏大分子单体为主要原料,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用水溶液半互穿网络聚合技术制备了壳聚糖半互穿热膨胀水凝胶,并通过原位化学共沉淀法向水凝胶中引入Fe3 O4纳米粒子,得到了磁性壳聚糖半互穿热膨胀水凝胶(Semi-INP/Fe3 O4).利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)仪、热重分析(TG)仪和扫描电子显微镜(SEM)对所得样品进行了表征分析.考察了Semi-INP/Fe3 O4的热溶胀性能及吸附时间、吸附温度和Semi-INP/Fe3 O4用量对Cr(Ⅵ)去除率的影响.结果表明,本工作成功制备了Semi-INP/Fe3 O4,且该水凝胶具有明显的热溶胀性能;Semi-INP/Fe3 O4对Cr(Ⅵ)的去除率分别随吸附时间的延长、吸附温度的升高及吸附剂用量的增加而增大.70℃,pH=3时,10 g/L Semi-INP3/Fe3 O4对10 mg/L Cr(Ⅵ)的去除率可达98.03％.     

柠檬酸在磁性纳米粒子上的吸附及性能表征

采用柠檬酸对Fe3O4磁性纳米粒子进行表面改性,制备了高稳定性的水基磁流体.利用衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)、热重分析(TG)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对改性前后的磁性粒子进行了表征.结果表明,柠檬酸在Fe3O4表面的吸附是氢键、静电力和共价键共同作用的结果,pH为4.8时化学吸附达到最大,符合Langmuir等温吸附,建立了等温吸附方程,饱和吸附量为100mg/g.     

Fe3O4/羧基改性壳聚糖复合纳米粒子的制备、表征及生物学应用

采用氧化水热法,以H2O2为氧化剂制备了磁性Fe3O4纳米颗粒.以磁性Fe3O4为核,通过反相悬浮聚合法对Fe3O4颗粒表面进行改性,在碳二亚胺的活化作用下,与壳聚糖衍生物-α-酮戊二酸缩壳聚糖(KCTS)反应制备了表面含有一定羧基的磁性Fe3O4/KCTS纳米粒子.经XRD、TEM、VSM、IR、TGA等手段对复合材料进行了表征及性能研究.结果表明,该磁性Fe3O4/KCTS纳米粒子的平均粒径为26nm,比饱和磁化强度为24.8A·m2/kg.其性能优良,具备超顺磁性,能很好的应用于生物分离,蛋白吸附等领域.     

磁性Y/CTS/FA复合吸附剂的制备及对直接湖蓝5B的吸附

以燃煤电厂排放的固体废弃物粉煤灰(FA)为基质,通过负载少量壳聚糖(CTS)、稀土钇离子(Y(Ⅲ))及Fe3 O4制备出一种稀土掺杂磁性复合吸附剂磁性Y/CTS/FA,利用BET、SEM-EDS、XRD、FT-IR和XPS等对FA和磁性Y/CTS/FA的表面形貌及结构等进行表征,并以初始浓度为2300 mg/L的直接湖蓝5B(DLB 5B)为吸附对象,详细探究了原料配比及反应时间对复合吸附剂性能的影响和吸附机理.结果表明:室温下,按原料质量比为m(FA):m(Y(Ⅲ)):m(CTS):m(Fe3 O4)=10:2:2:2先将2％CTS醋酸溶液与FA反应120 min形成CTS/FA凝胶液,然后将其与Y(Ⅲ)离子反应30 min形成Y/CTS/FA凝胶液,再加入Fe3 O4进行反应,所得磁性Y/CTS/FA对DLB 5B的吸附效果最佳,吸附量和去除率分别可达533 mg/g、92.7％.吸附剂对DLB 5B的吸附行为符合Langmuir模型.结合吸附染料前后吸附剂的FT-IR和XPS图谱分析结果,说明吸附剂对DLB 5B的吸附主要是物理吸附,同时兼有化学吸附.磁性Y/CTS/FA是一种对高浓度DLB 5B染料废水具有良好净化效果、可实现有效灰水分离的、绿色环保的吸附剂.     

双修饰Fe3O4/CdSe/CdS荧光磁性复合物的制备及其表征

采用共沉淀法制得Fe3O4溶胶,用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)对其表面进行改性,制得有机硅改性的纳米Fe3O4磁性粒子;用L-半胱氨酸盐酸盐(L-Cys)将油相的CdSe/CdS转成水相并带上氨基的CdSe/CdS纳米晶;将其复合制备了Fe3O4/CdSe/CdS荧光磁性双功能纳米复合物颗粒。该Fe3O4/CdSe/CdS复合物颗粒平均尺寸约为40nm,饱和磁化强度为21.287A.m2/kg,该纳米粒子既具有优异的荧光特性,也具有较强的超顺磁性。     

纳米纤维素/磁性纳米球的原位合成及表征

利用实验室自制芦苇浆纳米纤维素原位合成纳米纤维素/磁性纳米球.通过原子力显微镜、透射电子显微镜、环境扫描电子显微镜、固含量、孔隙率、傅里叶变换红外光谱以及X射线衍射测试分析,结果表明磁性粒子为纳米Fe3O4,纳米Fe3O4与纳米纤维素通过化学键合和物理吸附使得纳米Fe3O4充分分散在纳米纤维素中,形成纳米纤维素/磁性纳米球;纳米纤维素浓度为1.0％,搅拌速度为500r/min,总铁离子浓度为0.0065mol/L(磁性粒子理论质量相对于纳米纤维素质量分数为5％)最佳制备条件下,原位合成纳米纤维素/磁性纳米球,经真空冷冻干燥,所得纳米纤维素/磁性纳米球具有磁化强度73.39A·m2/kg(以每克灰分计)、矫顽力1599.96A/m的磁特性.     

磁性Fe3O4纳米复合材料的制备及其对Pb(II)的吸附

为解决磁性纳米Fe₃O₄易被腐蚀、团聚等问题,可对其进行功能化修饰。在超声波辐照下首先制备磁性纳米Fe₃O₄颗粒,然后选用2,5-二氨基苯磺酸(SP)和间苯二胺(mPD)单体为引入剂进行功能化修饰,制备得到富含氨基、磺酸基和亚氨基活性官能团的金属基复合材料Fe3O4-mPD/SP(95∶5),并采用FTIR、TEM、XRD等手段对其进行表征,证实了超声波辐照法制得的磁性纳米复合材料具有稳定性好、反应活性高、粒径小和比表面积更大等特点。同时考察其对Pb(II)的吸附性能,结果表明：mPD和SP摩尔比、溶液pH值、竞争性阳离子种类和反应温度等因素均会影响吸附效果;等温吸附过程符合Freundlich模型,吉布斯自由能?G0<0,吸附是一个自发过程;Pb(II)的吸附行为符合准二级动力学,速率常数k₂=3.61×10^-3 g·mg^-1·min^-1,平衡吸附量q_e=63.297 mg·g     

改性Fe3O4纳米粒子在磁性复合超滤膜中的应用

为解决Fe3O4纳米粒子在磁性复合超滤膜中发生团聚和分布不均匀的问题,文中以市售20nm的Fe3O4粒子为对照,添加自制的改性Fe3O4纳米粒子制备出Fe3O4-聚砜(PSF)磁性复合超滤膜(改性复合超滤膜)。经扫描电镜观察膜表面形貌、能谱仪扫描复合膜中Fe元素分布以及铸膜液中Fe3O4纳米粒子分布情况分析和复合膜孔径分布测试后表明,改性后复合超滤膜中纳米粒子的分布较改性前更为均匀,且未出现粒子团聚现象,改性效果明显。由改性前后的复合膜在不同磁场下对聚乙二醇6000和10000的截留率呈现几乎相同的变化趋势可知,添加改性粒子并未改变磁性复合膜的分离特性。     

酸碱度对纳米Fe_3O_4磁性流体性能的影响

采用化学共沉淀法制备纳米Fe3O4磁性颗粒,并用油酸钠对其进行包覆改性,以煤油为基液制备出煤油基Fe3O4磁流体。对比分析了pH值=5和10.5条件下油酸钠包覆的Fe3O4磁性颗粒的性能差异,得出油酸钠在pH值=5时可以更好地包覆在Fe3O4磁性颗粒表面,其饱和磁化强度为58.0A·m2/kg,在此基础上制备出的磁流体的饱和磁化强度为20.2A·m2/kg,并且Fe3O4磁性颗粒分散较均匀。而油酸钠在pH值=10.5时包覆的Fe3O4磁性颗粒,其饱和磁化强度虽然高一些(67.8A·m2/kg),但制备出的磁流体稳定性较差,出现较为明显的沉降现象。     

油酸钠对油相法制备的Fe3O4纳米粒子的表面改性研究

以常见的表面活性剂油酸钠作为表面改性剂,通过油酸根离子中的脂肪烃链与高温油相法制备的Fe3O4纳米粒子表面的亲油性基团之间的范德华力作用,将分散在油相中的Fe3O4纳米粒子转移到水相中.研究了油酸钠浓度、油相中Fe3O4纳米粒子含量、pH值及温度等条件对改性结果的影响;用穆斯堡尔谱仪（Moessbauer）、透射电镜（TEM）、傅立叶红外光谱（FT-IR）等方法对改性前后的样品进行了表征.结果表明：本方法可有效地将油相法制备的Fe3O4纳米粒子从油相中转移到水相.当油酸钠浓度为3mmol/L、Fe3O4纳米粒子在正己烷中浓度为12.28mg·mL^-1、pH为8.6且温度为60℃时,转移率最高可达86%,改性后粒子在水相中的含量最高可达10.5mg·mL^-1;改性后磁性粒子在水相中含量较低时,能够稳定分散较长时间.     

静电纺丝法制备PAN/Fe3O4磁性纳米纤维

采用化学共沉淀法制备纳米四氧化三铁,选用曲拉通X-100为分散剂,利用静电纺丝法制备PAN/Fe3O4磁性纳米复合材料。X射线衍射仪(XRD)验证了四氧化三铁在复合纳米纤维中的存在。同时使用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对复合纳米纤维的微观形貌和Fe3O4在纤维中的分布进行了观察,利用热重(TGA)对纳米复合材料的热稳定性进行分析;通过磁性实验分析了纳米复合材料的磁性性能。结果表明,所制备PAN/Fe3O4磁性纳米纤维成型良好,且Fe3O4磁性颗粒在纤维中分散均匀,其与PAN是物理复合。纳米复合材料具有一定磁性,并可由磁性颗粒的加入量进行控制。     

羧基化Fe3O4磁性纳米微球的制备及表征

采用化学共沉淀法制备纳米Fe3O4,油酸包覆,高锰酸钾氧化,修饰得到羧基功能化的亲水性磁性纳米复合粒子。通过XRD、TEM、傅里叶红外光谱仪等方法对纳米复合粒子的形态、结构及磁性能进行了研究。结果显示:修饰前后的纳米粒子粒径基本无变化,粒径20nm左右。纳米复合粒子的磁性能表现出超顺磁性,矫顽力减小为0,羧基化磁性纳米粒子可在pH=7.4的磷酸缓冲液中形成稳定分散的磁流体。