文档介绍：Vol. 33
2012 年 1 月
摇
高等学校化学学报
摇摇摇摇摇 CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES摇摇摇摇摇
摇
No. 1
107 ~ 113
羧基化核壳磁性纳米 Fe3O4 吸附剂的
制备及对 Cu2+ 吸附性能
( 浙江工商大学应用化学系, 杭州 310035)
摘要摇在以共沉淀法制备的磁性纳米 Fe3 O4 粒子( ic nanoparticles, MNP) 表面进行了化学修饰, 制备
了一种新型富含羧基功能团的核壳磁性纳米吸附剂( Carboxylic functionalized Fe3 O4 ic nanoparticles,
CMNP) . 利用透射电子显微镜( TEM) 、 X 射线衍射仪( XRD) 、 X 射线能量色散谱( EDS) 、振动样品磁强计
( VSM) 、傅里叶变换红外光谱( FIIR) 和热重分析仪( TGA) 对 CMNP 的形貌、结构、化学组成和磁性能进行
了表征, 并考察了吸附剂对 Cu2+ 的吸附性能, 研究了溶液 pH 值、吸附时间和 Cu2+ 初始浓度对吸附性能的影
响. 结果表明, 羧基化核壳磁性纳米 Fe3 O4 颗粒的平均粒径为 15 nm, 具有良好的超顺磁性, 饱和磁化强度
为 41郾 84 A·m2 / kg, 在 10 min 中内可达到吸附平衡, 在 pH = 7郾 0 时吸附量最高, 吸附等温数据符合 Langmuir
模型, 饱和吸附量 q m = 43郾 48 mg / g.
关键词摇共沉淀; 磁性纳米 Fe3 O4 粒子; 铜离子; 吸附
中图分类号摇 O646郾 8摇摇摇摇文献标识码摇 A摇摇摇摇 DOI: 10. 3969 / j. issn. 0251鄄0790. 2012. 01. 018
磁性纳米 Fe3 O4 粒子( MNP) 具有优异的磁性能[1] 、极高的比表面积、优良的热稳定性和表面活
性, 并且其表面易修饰功能基团[2] , 因而在吸附重金属离子方面具有良好的效果[3] . 基于磁性分离技
术的重金属离子吸附剂具有操作简便、绿色无毒、内扩散阻力小、置于外加磁场中能够快速从溶液中
分离、对污染物去除率高、被吸附的重金属离子可通过质子化作用洗脱和可循环利用等优点. 研究磁
性纳米材料对重金属离子的吸附性能已成为国内外重要的研究课题[4 ~ 16] .
为提高 MNP 的稳定性、抗氧化性和分散性, 本文利用 St觟ber 法对其进行二氧化硅包覆, 选择 3鄄氨
丙基三乙氧基硅烷( APTES) 和丁二酸酐进行表面功能化修饰. 以铜离子作为研究模型, 考察了羧基化
核壳磁性纳米吸附剂对重金属离子的吸附机理.
1摇实验部分
1. 1摇试剂与仪器
氯化铁、氯化亚铁、无水乙醇、无水乙酸钠、丁二酸酐、 N,N鄄二甲基甲酰胺( DMF) 、氨水( 质量分
数 25% ~ 28% ) 和乙酸( 分析纯, 国药集团化学试剂有限公司) ; 4鄄(2鄄吡啶偶氮) 鄄间苯二酚( PAR, 阿拉
丁试剂有限公司) ; 正硅酸乙酯( TEOS, 纯度逸99郾 0% , 美国西格玛奥德里奇公司) ; 3鄄氨丙基三乙氧基
硅烷( 纯度逸98% , 百灵威科技