基于靜電紡技術的磁性復合納米材料的制備及其在廢水處理中的應用.pdf

1、Fe3O4磁性納米粒子作為磁性納米材料中的一種，因其自身的超順磁性、尺寸小以及類過氧化物酶催化性備受研究者青睞。由各種方法制備的磁性復合材料，在生物醫(yī)藥、環(huán)境監(jiān)測及治理等領域都具有廣泛的應用前景。
　　 目前，制備Fe3O4磁性復合納米材料的方法主要有乳液聚合法、原位化學合成法、共混包埋法等。這些方法大都耗時較長、工藝繁瑣、制備過程對環(huán)境污染較大，因此尋求一種簡便、快速、能耗少的制備方法顯得尤為必要。作為一種能快速制備連續(xù)納米纖

2、維的技術，靜電紡絲技術被廣泛用于制備各種納米纖維。
　　 本論文在前人的基礎上，借助靜電紡絲技術，制備了一種具有催化性能的Fe3O4/PAN復合納米纖維膜，和具有自組裝功能的Fe3O4/CS(殼聚糖)/PVP復合納米纖維膜，該復合膜能夠自組裝形成Fe3O4/CS復合納米粒子。并分別對復合納米纖維膜和復合納米粒子在廢水處理中的相關應用做了較詳細的研究。本論文內容主要包括:
　　 (1)采用靜電紡絲技術制備出功能型的Fe3O

3、4/PAN復合納米纖維膜。并采用SEM、FT-IR、XRD、VSM等技術對纖維膜的表面形態(tài)、物象組成、磁學性能等進行表征。結果表明纖維膜表面光滑、纖維粗細分布均一，Fe3O4納米粒子以晶態(tài)分布在纖維中，纖維膜具有較好的超順磁性。
　　 (2)以亞甲藍溶液為模擬廢水，研究了Fe3O4/PAN復合納米纖維對亞甲藍的降解效果。探討了Fe3O4/PAN復合納米纖維對亞甲藍的最佳降解條件。并在最佳條件下對該復合納米纖維膜的循環(huán)使用能力做了

4、評估。實驗結果表明，在pH=6.0、Fe3O4含量為10％、纖維膜投入量為100mg、H2O2濃度為15％、溫度為70℃、反應時間為300min時，亞甲藍的降解量最大。而且該復合納米纖維具有良好的循環(huán)使用性能。
　　 (3)采用同軸靜電紡絲技術首次成功制備出Fe3O4/CS/PVP復合納米纖維膜。該復合納米纖維膜能夠自組裝形成Fe3O4/CS復合納米粒子。并采用TEM、FT-IR、XRD和VSM等技術對復合納米粒子的形貌、物象組

5、成、磁性能等進行表征。結果表明復合納米粒子平均粒徑為40nm左右，表面含有豐富的活性基團，具有較好的超順磁性。
　　 (4)以含銅離子溶液為模擬廢水，研究了Fe3O4/CS復合納米粒子對銅離子的吸附性能。探討了Fe3O4/CS復合納米粒子對銅離子的最佳吸附條件。并在最佳工藝條件下探討了該吸附劑的循環(huán)使用能力。實驗結果表明，在pH=6.0、復合粒子投入量為100mg、初始銅離子濃度為200mg/L、反應時間為300min時，銅離子