磁性材料和碳材料對水中銀納米的富集分離研究.pdf

1、納米技術是一門新興的技術，主要被應用于環(huán)境、催化、醫(yī)學、生物學、化學等行業(yè)，其中金屬納米顆粒由于其抗菌性被應用于醫(yī)學和工業(yè)消毒方面。但是，金屬納米顆粒的毒性對人體健康和環(huán)境的影響是不可忽視的，研究怎樣去除水溶液中的納米顆粒已經成為當下的熱點之一。本文研究了聚乙烯亞胺（PEI）修飾的磁性二氧化硅納米顆粒（PEI-Fe3O4@SiO2），CS@SBA-15，聚乙烯亞胺功能化的四氧化三鐵納米粒子（PEI-Fe3O4）對水溶液中銀納米微粒（Ag

2、 NPs）的去除效果。
　　1.本文先合成磁性二氧化硅，再通過靜電作用成功合成聚乙烯亞胺修飾的磁性二氧化硅（PEI-Fe3O4@SiO2）。通過TEM、FT-IR、XRD和TG等表征證明了磁性二氧化硅成功合成以及成功修飾了PEI，并將材料用于去除水中的citrate-Ag NPs。結果表明，在pH=6.0時吸附量最佳，吸附過程在18h時就達到了吸附平衡，吸附動力學符合準二級動力學方程，吸附等溫線符合Freundlich等溫模型。而

3、隨著NaNO3和KNO3濃度的增加，其材料PEI-Fe3O4@SiO2對citrate-Ag NPs的吸附量也稍微的增加，但是加入不同濃度的腐殖酸（HA）反而降低了吸附劑對檸檬酸銀納米的吸附量。以上研究表明PEI-Fe3O4@SiO2材料對銀納米有很好的去除效果。
　　2.合成了CS@SBA-15納米復合物，通過FT-IR、SEM、XRD、TG和zeta電位等對材料進行了表征，并將其應用于去除阿拉伯膠銀納米(GA-Ag NPs)。

4、實驗中，研究了pH值、鹽濃度、腐殖酸濃度、吸附動力學和吸附等溫線對吸附過程的影響。實驗結果表明，由于自然環(huán)境的水樣pH值接近7，而pH=9.0和10.0時其吸附量最大，因此選擇這三個pH值做一系列實驗。在pH=7.0，9.0和10.0時，吸附動力學都符合準二級動力學方程，而在pH=7.0和10.0時，其吸附等溫線數據更加符合Langmuir等溫模型，其最大吸附量分別為38.88mg/g和80.00mg/g。但是，在pH=9.0時，吸附等

5、溫線卻更符合Freundlich等溫模型。而去除原理主要是由于材料CS@SBA-15較大的比表面積和孔容，其GA-Ag NPs能夠更易進入。以上表明材料CS@SBA-15去除GA-Ag NPs上有巨大的潛力。
　　3.利用共沉淀法合成四氧化三鐵(Fe3O4)，使用支鏈陽離子聚合物聚乙烯亞胺通過靜電作用功能化在四氧化三鐵上，合成材料PEI-Fe3O4，并將其用于去除水中的銀納米。實驗過程中，優(yōu)化PEI濃度發(fā)現當PEI的含量為0.6w

6、t.％時其吸附效果最好，因此選擇0.6wt.%的PEI-Fe3O4來做接下來的實驗。結果表明，在pH=6.0時其吸附效果最好，28h能達到了吸附平衡，而材料PEI-Fe3O4對citrate-Ag NPs吸附動力學符合準二級動力學方程，吸附等溫線符合Langmuir等溫模型，而其最大吸附量為502.5mg/g。并且由于材料具有較強磁性，能夠在快速分離避免二次污染。因此，材料是一種綠色環(huán)保型的吸附劑，能夠很好地利用去除水中的citrate