功能化超顺磁纳米微粒的制备及在污水净化方面中的应用研究

发布时间：2018-03-27 07:10

  本文选题：超顺磁纳米颗粒　切入点：表面修饰　出处：《昆明理工大学》2017年硕士论文

【摘要】：磁性纳米材料由于具有独特易磁性回收的特性,引起了人们广泛的兴趣。通过不同的分子材料修饰磁性四氧化三铁纳米材料赋予了不同的性质,已经广泛的应用于生物医学、环境、药物靶向及磁密封等领域。本论文有针对性地合成了两种功能分子化合物修饰的二氧化硅包覆四氧化三铁纳米颗粒,根据功能分子化合物的不同,进行了污水中不同重金属的移除研究。论文主要的创新性研究成果如下:(一)合成了氨基官能化的Fe304/SiO2磁性纳米微粒作为一种吸附剂用于从含有铁离子的热浸镀锌酸洗废水中选择性去除Zn(Ⅱ)离子。这些热浸镀锌酸洗废水主要含有ZnCl2和FeCl2。通过粉末x射线衍射(XRD)、红外光谱、透射电子显微镜(TEM)和表面积测量这种磁性吸附剂的性能。吸附Zn(Ⅱ)的各种影响因素,如离子初始浓度,吸附剂的量,pH值,共存的铁离子浓度等也被研究。结果表明,吸附平衡数据服从弗伦德里希模型,且锌的最大吸附能力为169.5 mg/g。最大吸附发生在pH值为5±0.1,且Fe(Ⅱ)对锌的吸附没有明显的干扰影响。这个研究工作提供了一种潜在和独特的技术用于从热浸镀锌废酸中对锌离子的选择性去除。(二)使用巯氨基功能化二氧化硅包覆磁性纳米颗粒(MAF-SCMNPs)合成一种新型复合磁性纳米材料,这种材料被证明能够有效的提取废水中的汞和铅离子。这种新的磁性材料的性质被使用各种分析表征方法进行了探讨。通过优化吸附剂用量、pH值和初始浓度来提高去除效率。此外,通过动力学,热力学和吸附等温线对MAF-SCMNPs吸附重金属离子进行了机理分析。结果显示,MAF-SCMNPs具有耐酸性。吸附是通过纳米吸附剂表面官能团胺基和重金属离子之间的螯合及硫醇和重金属离子的交换作用完成的。吸附动力学服从于二级动力学。汞和铅的吸附等温线服从于弗伦德里希模型以最大吸附能力分别355和292 mg/g。吸附过程是吸热,自发的。本论文采用共沉淀和溶剂热两种方法制备四氧化三铁磁性纳米材料,使用了两种不同改性剂制备了两种改性四氧化三铁纳米吸附剂用于污水中重金属锌、汞和铅的去除研究。考察了吸附剂投加量、溶液pH、反应温度、接触时间等因素对吸附效果的影响。为了探讨纳米材料对重金属吸附效果、性能和吸附机理,本论文采用了 TEM、BET、XPS、VSM、XRD等技术对四氧化三铁、改性后的吸附剂及吸附了重金属之后的吸附剂进行了表征。
[Abstract]:Magnetic nanomaterials have attracted wide interest due to their unique magnetic recovery properties. Different molecular materials have been modified with different properties and have been widely used in biomedicine. In this paper, two kinds of functional molecular compounds modified silica coated Fe _ 2O _ 3 nanoparticles were synthesized, according to the different functional molecular compounds. Removal of different heavy metals from wastewater was studied. The main innovative research results are as follows: (1) Synthesis of Fe304/SiO2 magnetic nanoparticles with amino functionalization as an adsorbent for hot-dip zinc plating from iron ions. Selective removal of Zn (鈪，

本文编号：1670527