磁性聚丙烯酸系列材料的合成及其在廢水處理中的應(yīng)用.pdf

1、具有特殊的環(huán)境響應(yīng)和優(yōu)異的磁響應(yīng)性能的磁性聚合物微球由于其獨特的物理和化學性能，在廢水處理領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。然而，用于水處理中的特殊功能化的磁性聚合物微球通常是親水性的，存在以下問題：合成方法有限、反應(yīng)過程繁瑣且難控制、反應(yīng)裝置復(fù)雜、容易氧化、磁含量不均勻。針對這些問題，本論文通過包覆 SiO2保護層并采用回流沉淀聚合法包覆親水性聚合物PAA，成功合成了粒徑均勻、性能穩(wěn)定、具有對pH和磁性雙重響應(yīng)的Fe3O4@SiO2@PAA，通過

2、一種簡單的方法在其表面引入氨基合成了 Fe3O4@SiO2@CS/PAA，分別用于亞甲基藍(MB)和 Cr(VI)的去除并通過實驗研究了吸附劑與吸附質(zhì)的結(jié)合機理。主要研究內(nèi)容如下：
　　以溶劑熱法合成的Fe3O4為內(nèi)核，St?ber溶膠-凝膠法合成的SiO2作為保護層并引入豐富的硅羥基，通過回流沉淀聚合法成功包覆親水性聚合物PAA合成了Fe3O4@SiO2@PAA?；亓鞒恋砭酆戏ㄊ呛铣捎H水性聚合物的一種有效方法，并且具有反應(yīng)時間短

3、、實驗裝置簡單、實驗過程容易控制的優(yōu)點。采用XRD、FT-IR、TEM、VSM、TGA對材料進行了表征，結(jié)果表明成功合成了以Fe3O4為內(nèi)核、SiO2為夾心層、PAA為外殼，直徑在470 nm左右的Fe3O4@SiO2@PAA，具有良好的磁響應(yīng)性。
　　將Fe3O4@SiO2@PAA用于MB的去除，通過研究pH和時間對去除率的影響確定了吸附實驗的最佳工藝條件，pH是影響 Fe3O4@SiO2@PAA的吸附性能的主要因素，這是由于P

4、AA是一種pH敏感型聚合物，pH的變化會影響PAA表面羧基的存在形式而引起Zeta電位的變化，靜電作用強弱也會隨之變化。吸附反應(yīng)在5 min基本達到平衡，這是由于吸附劑顆粒之間沒有內(nèi)擴散阻力。吸附過程服從準二級動力學，Langmuir模型能較好的描述該等溫吸附過程。Fe3O4@SiO2@PAA有較高的重復(fù)利用率。
　　通過CS與AA之間的靜電作用，采用一種簡單的方法引入氨基合成了含有多種官能團的Fe3O4@SiO2@CS/PAA，

5、采用XRD、FT-IR、TEM、VSM、TGA對材料進行了表征，結(jié)果表明合成了以Fe3O4為內(nèi)核、SiO2為夾心層、CS/PAA為外殼，含有氨基、羧基、羥基等官能團，具有良好的磁響應(yīng)性，直徑在460 nm左右的Fe3O4@SiO2@CS/PAA。
　　以 Cr(VI)為目標對象，研究了 Fe3O4@SiO2@CS/PAA的吸附性能，結(jié)果表明pH=2,t=75℃是吸附Cr(VI)的最佳工藝條件，吸附反應(yīng)在180 min基本達到平衡。