环境友好可再生型磁性复合材料的制备及应用性能

发布时间：2018-01-25 21:26

本文关键词： 磁性疏水性多孔性复合粒子块状吸附材料循环性环境友好　出处：《南京理工大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：近几年来,由油导致的水污染事件越发频繁的发生。油类污染物不仅对大自然的生态环境产生影响,而且对人类的健康造成了严重的威胁。面对日益严重的油类环境污染问题,人们越来越关注低成本、环保类吸油材料的研发和利用。吸油材料作为一种去除溢油污染行之有效的方法,已经广泛的被用作溢油突发事故的清除。环境友好磁性复合吸油材料,由于其可循环利用,安全高效,无二次污染,回收方便等优势,受到了广泛的关注,是未来吸附材料发展的必然趋势。本论文制备了五种不同的环境友好可再生型磁性复合吸附材料,并对其性能和应用进行了分析和表征。具体的研究内容如下:首先,通过共沉淀法和溶剂热法制备了超顺磁性Fe_3O_4纳米微球,使用XRD、FESEM、TEM、VSM等方法对磁性微球进行了一系列的表征,研究了用两种方法制备得到的磁性Fe_3O_4微球以及改变溶剂热法中反应物的配比所制备磁性Fe_3O_4微球的晶相纯度、粒径、表面形貌、磁性能以及分散性。结果表明溶剂热法所制备出的Fe_3O_4微球粒径更加均一,分散性良好。其次,通过乳液聚合的方法,以超顺磁性Fe_3O_4纳米微球为磁回收剂,苯乙烯和二乙烯基苯为聚合单体,十二烷基磺酸钠为乳化剂,过硫酸铵为引发剂,制备得到了Fe_3O_4/PS纳米复合粒子。模拟了 Fe_3O_4/PS纳米复合材料吸附和解析的过程。探究了材料表现出最佳吸附量以及磁性能时,反应所需加入聚合单体的量,并对其循环性进行了分析表征。第三,通过模板法和共沉淀法分别制备了高疏水中空的Fe_3O_4/SiO2复合粒子和高疏水表面粗糙的Fe_3O_4/SiO2复合粒子。对两种材料的选择性吸附能力、漂浮能力以及适用能力进行了讨论研究。模拟吸附材料再生过程,测量多次重复使用过后的水接触角和吸附量,对其循环能力进行评价。此外,还探究了pH值和各类有机试剂对吸附材料润湿性的影响。第四,通过乳液和共沉淀两步法制备得到了超疏水Fe_3O_4/PS/SiO2复合材料。采用称重法以及洗脱法分别对材料的吸附和解析能力进行了测试,分析了材料的吸附能力和循环能力。探究了不同油品和有机试剂对吸附量的影响、吸附时间和油膜厚度对吸附量的影响。第五,通过乳液法和浸润法制备得到了两种不同性能的磁性聚苯乙烯泡沫,研究了不同硅烷偶联剂对改性泡沫疏水性和吸附量的影响,使用不同厚度的基体泡沫对吸附量的影响,吸附材料对吸附各类油污和有机试剂速率的影响,研究了磁性聚苯乙烯泡沫的热稳定性,抗压缩性以及循环利用性。最后,通过浸润法和自组装法制备了超疏水磁性二氧化钛功能泡沫,对改性功能泡沫的结构组成、形貌特征、热稳定性,磁性以及润湿性进行表征分析。研究了不同二氧化钛浓度所制备得到的功能化改性泡沫对油污的选择性吸附、吸附能力以及对不同厚度油膜吸附量的影响,对不同粘度油污的吸附效率和吸附量。还讨论了泡沫表面负载Fe_3O_4和涂覆TiO2膜的机理。同时对改性泡沫的吸附能力和循环能力进行了分析测试。
[Abstract]:In this paper , Fe _ 3O _ 4 / SiO _ 4 / SiO _ 4 / SiO _ 4 / SiO _ 4 / SiO _ 4 / SiO _ 4 / SiO _ 4 / SiO _ 4 / SiO _ 4 / SiO _ 4 / SiO _ 4 / SiO _ 4 / SiO _ 4 / SiO _ 4 / SiO _ 4 nanoparticles have been prepared . The thermal stability , compression resistance and cyclic utilization of the magnetic polystyrene foam were studied . Finally , the structure , morphology , thermal stability , magnetic properties and wettability of the modified functional foam were characterized .

【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TB33

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