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至微米級，形狀為球形或其他幾何體的高分子材料或高分子復合材料，其形狀可以是多種多樣的。高分子微球材料的應用幾乎涉及到所有領域，微球技術得到了廣泛應用。磁性高分子微球是通過適當方法使有機高分子與無機磁性物質結合起來形成的具有一定磁性及特殊結構的微球。因其兼具高分子微球的眾多特性和磁響應性，可以采用共聚、表面改性等方法進行表面修飾，還可以在外加磁場作用下快速方便的分離，因此從上世紀70年代以來，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、磁性材料、分離工程、細胞學和生物工程，以及化妝品、隱身技術等諸多領域獲得了很大程度的應用，并顯示出廣泛的應用前景。在各種表面改性方法中，表面引發(fā)原子轉移自由基聚合(ATRP)作為一種可控活性聚合方法已經日漸成熟。本論文的主要內容:
　　 分別采用溶劑熱法和化學共沉淀法，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，通過正硅酸乙酯水解反應在Fe3O4納米粒子表面包覆了一層SiO2，制備的Fe3O4@SiO2微球容易進行表面修飾，同時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，制備了表面原子轉移自由基聚合反應(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，微球表面進行表面原子轉移自由基聚合反應;制備的微球結構如下表示:Fe3O4@SiO2@pGMA。產物進行了紅外光譜分析，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，制備了三乙烯四胺修飾的具有核殼結構的功能化四氧化三鐵微球Fe3O4@SiO2@pGMA@TETA，對微球

5、進行了Cd2+的吸附性能研究，并考察了吸附時間，吸附濃度，溶液pH等條件對吸附的影響。
　　 得到了如下結論:利用ATRP技術制備的磁性高分子微球通過表面修飾以后不僅能保持一定的磁性，還能對Cd2+等重金屬離子進行吸附;溶劑熱制備的Fe3O4經過ATRP反應后，產物粒徑集中分散在200-300nm，物相為尖晶石結構，核殼結構明顯，高分子包覆層厚度大約在10nm，飽和磁化強度依然為41.9emu/g。確定了Cd2+最佳吸附pH為6