磁性高分子微球的制備和吸附性能研究.pdf

1、高分子微球是直徑在納米級(jí)至微米級(jí)，形狀為球形或其他幾何體的高分子材料或高分子復(fù)合材料，其形狀可以是多種多樣的。高分子微球材料的應(yīng)用幾乎涉及到所有領(lǐng)域，微球技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。磁性高分子微球是通過(guò)適當(dāng)方法使有機(jī)高分子與無(wú)機(jī)磁性物質(zhì)結(jié)合起來(lái)形成的具有一定磁性及特殊結(jié)構(gòu)的微球。因其兼具高分子微球的眾多特性和磁響應(yīng)性，可以采用共聚、表面改性等方法進(jìn)行表面修飾，還可以在外加磁場(chǎng)作用下快速方便的分離，因此從上世紀(jì)70年代以來(lái)，磁性高分子微球作為一種

2、新型的功能材料，在生物醫(yī)學(xué)、磁性材料、分離工程、細(xì)胞學(xué)和生物工程，以及化妝品、隱身技術(shù)等諸多領(lǐng)域獲得了很大程度的應(yīng)用，并顯示出廣泛的應(yīng)用前景。在各種表面改性方法中，表面引發(fā)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)作為一種可控活性聚合方法已經(jīng)日漸成熟。本論文的主要內(nèi)容:
　　 分別采用溶劑熱法和化學(xué)共沉淀法，制備了兩種不同粒徑的Fe3O4納米粒子，水熱法制備的Fe3O4粒徑分布窄、分散性好，粒徑集中分布在200-300nm，共沉淀法制備的F

3、e3O4粒徑在5-30nm之間，粒徑分布比較窄、分散性比較好;采用溶膠凝膠法，在乙醇的水溶液中，通過(guò)正硅酸乙酯水解反應(yīng)在Fe3O4納米粒子表面包覆了一層SiO2，制備的Fe3O4@SiO2微球容易進(jìn)行表面修飾，同時(shí)也具有很好的抗氧化性、耐酸堿性、生物相容性以及在溶劑中的分散穩(wěn)定性等。
　　 在氯鉑酸的催化作用下，三乙氧基硅烷與2-溴-2-甲基丙酸烯丙酯(BAAE)發(fā)生硅氫加成反應(yīng)，制備了表面原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)(ATRP)的引

4、發(fā)劑BPE;將BPE包覆在Fe3O4@SiO2粒子表面;在含有甲基丙烯酸縮水甘油酯的溴化亞銅和2，2-聯(lián)吡啶體系中，微球表面進(jìn)行表面原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng);制備的微球結(jié)構(gòu)如下表示:Fe3O4@SiO2@pGMA。產(chǎn)物進(jìn)行了紅外光譜分析，XRD，熱重分析，透射電鏡分析和磁性能分析。
　　 將制備的磁性高分子微球與三乙烯四胺反應(yīng)，制備了三乙烯四胺修飾的具有核殼結(jié)構(gòu)的功能化四氧化三鐵微球Fe3O4@SiO2@pGMA@TETA，對(duì)微球

5、進(jìn)行了Cd2+的吸附性能研究，并考察了吸附時(shí)間，吸附濃度，溶液pH等條件對(duì)吸附的影響。
　　 得到了如下結(jié)論:利用ATRP技術(shù)制備的磁性高分子微球通過(guò)表面修飾以后不僅能保持一定的磁性，還能對(duì)Cd2+等重金屬離子進(jìn)行吸附;溶劑熱制備的Fe3O4經(jīng)過(guò)ATRP反應(yīng)后，產(chǎn)物粒徑集中分散在200-300nm，物相為尖晶石結(jié)構(gòu)，核殼結(jié)構(gòu)明顯，高分子包覆層厚度大約在10nm，飽和磁化強(qiáng)度依然為41.9emu/g。確定了Cd2+最佳吸附pH為6