磁性纳米材料的制备表征及其在有机物染料与蛋白分离方面的应用

发布时间：2018-05-07 13:49

  本文选题：磁性纳米材料 + 二氧化硅　； 参考：《湖北工业大学》2015年硕士论文

【摘要】：本文目的在于制备一种低成本、高吸附性、环境友好的新型吸附材料。考察了Fe3O4@Si O2-NH2的制备条件,对其作为孔雀石绿及其他染料的吸附剂的应用进行了展开研究,探讨了高分子聚合的磁性纳米材料在蛋白分离及癌细胞分离方面的应用。主要研究内容如下:(1)分别优化了两种方法制备Fe3O4的条件。采用共沉淀法制备Fe3O4,以Fe Cl3·6H2O,Fe SO4·7H2O为原材料,探索了Fe2+与Fe3+的比例,氨水的添加量,熟化温度对磁性纳米粒子粒径的影响,柠檬酸作为分散剂的加入量对纳米材料的稳定性的影响,通过改变离心条件进一步对磁性纳米材料进行纯化。结果表明,Fe2+与Fe3+的比例为2:3,氨水的加入量为5m L,熟化温度为50℃。柠檬酸的加入量为0.16g。离心条件为6000rpm,25min。在此条件下制备的磁性纳米粒子的最小尺寸可以达到50.34nm,且磁性纳米材料可以保持42天的稳定。采用溶剂热方法,调节反应时间10h~18h,可以制备出尺寸为195.2nm~296.5nm的磁性纳米微球。(2)在共沉淀法基础上,首先制备Fe3O4@Si O2,同时在Fe3O4@Si O2表面修饰NH2制备Fe3O4@Si O2-NH2。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)检测核壳结构的纳米粒子的化学键组成,通过透射电镜(TEM)与水合粒径(DLS)观察纳米粒子的形貌特征,通过电位(Zeta)检测纳米粒子的稳定性及表面电荷性,通过X射线衍射(XRD)检测纳米粒子的结晶结构。结果表明,成功制备出尺寸分别为95.49nm与123.2nm的Fe3O4@Si O2和Fe3O4@Si O2-NH2。微球均一且稳定性较好。(3)考察了Fe3O4@Si O2-NH2及Fe3O4@Si O2对阳离子染料孔雀石绿的吸附性能。在充分研究了所需的吸附剂的量、初始p H、盐离子的浓度、表面活性剂等因素对吸附性能的影响的基础上,对Langmuir、Freundlich吸附等温模型进行了研究。采用准二级动力学模型对吸附阳离子染料孔雀石绿的动力学过程进行了考察。结果表明,吸附孔雀石绿的最佳条件:孔雀石绿用量为10mg/L时,吸附剂用量为100mg/L;最佳p H为7;随着盐离子浓度升高,吸附效果下降;阴离子与中性离子表面活性剂对吸附几乎没有影响,吸附受阳离子表面活性剂的影响很大。在实验最佳条件下Fe3O4@Si O2-NH2对孔雀石绿的吸附率可以达到90%以上,展示了良好的吸附性能。在相同条件下,Fe3O4@Si O2-NH2比未修饰的纳米Si O2的吸附孔雀石绿的效果好。吸附剂Fe3O4@Si O2-NH2与Fe3O4@Si O2对Freundlich等温吸附模型有较高的相关系数,Fe3O4@Si O2-NH2能很好的符合准二级动力学模型。重复4次使用相同的吸附剂,Fe3O4@Si O2-NH2对孔雀石绿的移除效率都比较高。选取了鱼塘水、工业废水、长江水对实际应用进行了研究,除了工业废水有少量影响外,鱼塘水与长江水对吸附效果几乎没有影响。同时对其他染料,结晶紫与亚甲基蓝进行研究,结果表明Fe3O4@Si O2-NH2是一种新型、有效的吸附剂,应用前景很大。(4)从分离蛋白质与分离癌细胞两个方面研究。利用Ni与组氨酸配位螯合的原理,在Fe3O4表面接上可以螯合Ni的官能团来进行蛋白分离。本文分别采用NTA的衍生物与乙烯基咪唑两种材料对磁性纳米材料进行修饰。结果表明,所以制备Fe3O4@AM-NTA-Ni的尺寸为167.5nm;Fe3O4@VIM-Ni的尺寸为158.6nm,同时材料展示了良好的吸附能力。在癌细胞分离方面,成功制备出尺寸为442nm的Fe3O4@AM-HA与尺寸为239nm的Fe3O4@AM-FA,为磁性纳米材料的进一步应用奠定了基础。
[Abstract]:The preparation conditions of Fe3O4 @ Si O 2 - NH 2 were studied in this paper . The preparation conditions of Fe3O4 @ Si O2 - NH2 were studied . The application of magnetic nano - particles in the separation of proteins and cancer cells was investigated . The results showed that Fe _ 3 + and Fe _ 3O _ 3 + ratio were 2 鈭，

本文编号：1857168