巰基功能化納米Fe3O4磁性高分子復(fù)合材料的合成、表征及其對(duì)水中Hg(Ⅱ)的吸附研究.pdf

1、本文采用共沉淀法合成了納米Fe3O4顆粒，經(jīng)懸浮聚合、取代和開(kāi)環(huán)反應(yīng)制備得到巰基功能化納米Fe3O4磁性高分子復(fù)合材料(Thiol-functionalized nano-Fe3O4 magneticpolymers，SH-Fe3O4-NMPs)。通過(guò)改變合成過(guò)程中環(huán)硫化試劑與環(huán)硫化時(shí)間、磁核(Fe3O4)的用量、功能單體縮水甘油基甲基丙烯酸酯(GMA)的用量、交聯(lián)劑二乙烯苯(DVB)的用量、共聚單體甲基丙烯酸甲酯(MMA)的用量和不同

2、功能化基團(tuán)，合成了8個(gè)系列29種功能化復(fù)合材料（其中21種巰基功能化復(fù)合材料，4種氨基功能化復(fù)合材料和4種氨基-巰基混合功能化復(fù)合材料）。采用透射電鏡(TEM)、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)、有機(jī)元素分析(EA)、熱重差熱(TGA)、X-射線粉末衍射(XRD)、紅外光譜（FTIR）、X-射線光電子能譜(XPS)等分析手段對(duì)所合成材料的形貌、磁性、組成、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行表征。結(jié)果表明:SH-Fe3O4-NMPs的平均粒徑250～350 nm，為規(guī)則

3、的球形顆粒;具有良好的磁響應(yīng)能力與熱穩(wěn)定性。系統(tǒng)研究了SH-Fe3O4-NMPs對(duì)水中Hg(Ⅱ)的吸附性能。綜合考察了SH-Fe3O4-NMPs合成過(guò)程中多種因素對(duì)材料吸附性能的影響，研究了溶液體系pH值、初始濃度、共存陰離子以及接觸時(shí)間、吸附溫度等因素對(duì)SH-Fe3O4-NMPs吸附性能的影響;結(jié)合復(fù)合材料吸附Hg(Ⅱ)前后VSM、XRD和XPS等表征，探討了SH-Fe3O4-NMPs對(duì)Hg(Ⅱ)的吸附機(jī)理。結(jié)果表明:體系的pH值能顯

4、著影響SH-Fe3O4-NMPs的吸附性能，隨著pH的增大，Hg(Ⅱ)的吸附逐漸增大，當(dāng)pH≥4.0時(shí)，吸附量達(dá)到最大值并基本保持不變;動(dòng)力學(xué)研究表明材料對(duì)Hg(Ⅱ)的吸附能在10～90分鐘內(nèi)達(dá)到平衡，吸附過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)速率方程;熱力學(xué)研究表明材料對(duì)Hg(Ⅱ)的吸附為吸熱和熵增的自發(fā)過(guò)程;吸附量隨Hg(Ⅱ)初始濃度的增大而增大，并逐漸趨于飽和，吸附過(guò)程符合Langmuir等溫吸附模型;體系中共存陰離子對(duì)Hg(Ⅱ)的吸附有顯著影響，溶液中