功能化Fe3O4@SiO2的制備及性能研究.pdf

1、水污染問題已經(jīng)成為環(huán)境污染的重要部分，對(duì)于水環(huán)境污染的有效治理也已成為人類健康亟需解決的問題之一，因此水質(zhì)凈化功能材料在水污染治理中有著重要作用。本文采用溶劑熱法合成出成本低廉的Fe3O4納米粒子，通過經(jīng)典的St(o)ber法將SiO2層包覆在Fe3O4納米粒子的外部，形成核@殼結(jié)構(gòu)Fe3O4@SiO2磁性復(fù)合材料。以Fe3O4@SiO2磁性復(fù)合材料為載體進(jìn)行功能化改性，通過X-射線衍射(XRD)、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、振動(dòng)

2、磁強(qiáng)計(jì)(VSM)、透射電子顯微鏡(TEM)等測(cè)試手段對(duì)其物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了表征分析。研究了功能化改性后的磁性復(fù)合材料對(duì)污染物的去除性能及作用機(jī)制。
　　 (1)通過簡(jiǎn)單的方法對(duì)Fe3O4@SiO2磁性復(fù)合材料進(jìn)行了氨基功能化改性，形成Fe3O4@SiO2-NH2磁性復(fù)合材料，并利用此材料對(duì)單寧酸進(jìn)行吸附性能的研究。研究發(fā)現(xiàn)此材料上的氨基基團(tuán)能夠與單寧酸上的酚羥基反應(yīng)，使-NH2質(zhì)子化形成NH3+，并利用良好的磁性(42.5 em

3、u·g-1)使單寧酸從水中分離去除;對(duì)單寧酸的吸附符合Langmuir吸附模型和擬二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué);在25℃，pH=6時(shí)，基于氫鍵和靜電吸附的協(xié)同作用，吸附能力達(dá)到最強(qiáng)，可達(dá)94.28 mg·g-1。
　　 (2)通過銀鏡反應(yīng)合成出Fe3O4@SiO2-Ag磁性復(fù)合材料，并對(duì)樣品優(yōu)化后進(jìn)行殺菌性能實(shí)驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)，以Fe3O4@SiO2磁性復(fù)合材料為載體既解決了Ag納米粒子聚集的問題，也實(shí)現(xiàn)了殺菌后回收再利用的目的。且在60 min

4、之內(nèi)可將5×106 CFU·mL-1細(xì)菌完全殺死，推測(cè)其對(duì)細(xì)菌的毒性不是單一的，而是Ag+與活性自由基雙重作用，并且可完全循環(huán)使用5次。
　　 (3)以環(huán)境雌激素污染物雙酚A為模板分子，以Fe3O4@SiO2磁性復(fù)合材料為載體，以3-氨丙基-三乙氧基硅烷為功能單體，以正硅酸乙酯為交聯(lián)劑制備磁性分子印跡材料，并研究了其對(duì)雙酚A的識(shí)別與吸附性能。研究發(fā)現(xiàn)印跡材料對(duì)雙酚A有特殊的吸附能力，即能與雙酚A上的酚羥基發(fā)生鍵合反應(yīng)形成氫鍵;與