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壳聚糖包覆Fe_3O_4、介孔SiO_2材料以及吸附性能研究

杨育兵

  在当今磁性材料领域中,Fe304作为软磁性材料之一,它有着广泛的应用,可以用作催化剂、磁性高分子微球、记录材料、磁流体材料、颜料和电子材料等,尤其在近几年来,在生物技术和医学领域上有着很好的应用前景,在医学领域上用作靶向载体最为看好,从而可以适合于大规模推广应用。 目前关于壳聚糖包覆Fe304文献报道甚多,但制备出来的Fe304纳米粒子由于本身具有磁性而很容易团聚,并具有易氧化和分散性不好等缺点,因此本课题的主要创新点在于我们采用两步法进行包覆:第一步用Si02对Fe304进行包覆,Fe304表面包覆一层二氧化硅,一方面可以很好的防止Fe304在水溶液中的团聚,另一方面能改善它的化学稳定性;第二步采用戊二醛交联法将壳聚糖固定在已包覆好的Fe304@Si02上,由于它能进一步改善其稳定性,并能防止其絮凝,加之壳聚糖上富有大量的羟基,在生物和医学领域有着较好的应用前景。 本文中合成出分散性良好,具有一定矫顽力的磁性壳聚糖微粒。并在此基础上我们以磁性壳聚糖微粒为吸附剂,对Hg2+、Pb2+和Cu2+等重金属离子进行了吸附性能研究,这对处理工业废水中重金属离子的工作有着一定的意义。 首先,文章采用杯[8],杯[6],杯[4]芳烃对壳聚糖颗粒进行包覆改性,并对钕离子吸附性能进行了研究。本实验根据钕离子与偶氮胂在弱酸性溶液中产生灵敏的颜色反应,采用偶氮胂Ⅲ作显色剂,同时加入有机阳离子二苯胍提高其灵敏度,使用752型分光光度计分别测定吸附前后溶液中钕离子浓度。通过对吸附剂用量和钕离子吸附平衡浓度进行分析,得出其吸附等温线。 其次,论文采用两步合成法成功合成出了分散性良好的壳聚糖磁性微粒。论文讨论了合成体系中表面活化剂的种类,pH,磁流体的浓度,TEOS与NH3·H20体积比等条件对产物的影响。 再次,本文利用制备的壳聚糖磁性材料对Hg2+、Pb2+和Cu2+的吸附做了一系列探讨,取得了良好的吸附效果。论文对各种重金属离子的吸附热力学、吸附动力学以及pH值对吸附的影响做了相关讨论。 最后,文章还对壳聚糖包覆介孔二氧化硅进行了实验,并对Hg2+和Cu2+进行了吸附实验,得出了吸附等温线和吸附动力学类型。实验结果表明复合材料对Hg2+和Cu2+取得了较好的效果。……   
[关键词]:纳米Fe_3O_4;壳聚糖;重金属离子;吸附等温线
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:华东理工大学2011年