磁性铜离子印迹吸附材料制备及性能

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1、武汉理工大学硕士学位论文磁性铜离子印迹吸附材料的制备及性能姓名：陈维良申请学位级别：硕士专业：无机化学指导教师：李曦201205摘要本文研究以共沉淀法合成出具有超顺磁性的Fe304的纳米粒子，把具有良好螫合金属离子能力的多乙烯多胺(大分子的聚乙烯亚胺和小分子的二乙烯三胺)通过硅烷偶联剂接枝到Fe304粒子表面，合成出具有良好磁性的印迹吸附材料，并对印迹材料做了各种性能测试，分析了各种因素对磁性印迹吸附材料吸附性能的影响。通过两种不同材料性能的对比，对合成和吸附的原理进行了探讨。主要的结论如下：(1)硅烷偶联剂KH560接枝聚乙

2、烯亚胺(PEI)到Fe304纳米粒子的表面，以Cu寸为模板进行交联，得到饱和磁化强度为28．86emu／g的磁性印迹吸附材料PEI／Fe304．MIIP。通过红外和热重分析可知成功把聚乙烯亚胺包覆在Fe304纳米粒子的表面，并测得PEI吸附层大概占整个材料的10％左右。磁性印迹吸附材料PEI／Fe304一MIIP比空白吸附材料PEI／Fe304．MNIP对Cu2+的选择系数提高了一倍多，印迹效果明显；吸附检测试验显示：PEI／Fe304．MIIP的最大吸附容量为21mg／g，比PEI／Fe304．MNIP吸附容量提高了2倍，而

3、且结合速率快，30min内就可以达到吸附平衡；在重复利用性能方面，PEI／Fe304一MIIP在经过5次的重复吸附之后对Cu2+吸附容量基本不变，质量也基本上没有什么损失。综上所述说明PEI包裹在Fe304纳米材料的表面所制得的磁性印迹材料PEI／Fe304．MIIP充分结合了磁性材料的优点，并且具有很好的印迹吸附能力。(2)硅烷偶联剂KH560接枝二乙烯三胺(DETA)到Fe304纳米粒子的表面，然后以Cu¨为模板，加入交联剂交联，合成出饱和磁化强度为26．85emu／g的磁性吸附材料DETA／Fe304一MIIP．III，

4、红外光谱和热重分析显示DETA／Fe304．MIIP一Ⅲ中二乙烯三胺包覆在Fe304纳米粒子的表面，有效吸附层含量在24％左右。磁性吸附材料DETA／Fe304-MIIP—III的最大吸附量38mg／g，比空白吸附材料DETA／Fe304．MNIP一Ⅲ的吸附容量高出1．5倍。选择性吸附测试试验显示由DETA包覆Fe304制得的磁性吸附材料DETA／Fe304一MIIP．III对Cu2+的选择性吸附能力提高了。DETA／Fe304一MIIP．III在经过5次的重复吸附之后对C铲+吸附容量基本不变，质量也基本上没有什么损失。以上结

5、果说明DETA包裹在Fe304纳米材料的表面所制得的磁性印迹材料DETA／Fe304．MIIP．III充分结合了磁性材料的优点，并且具有很好的吸附能力。(3)对比PEI和DETA合成的磁性螯合吸附材料：PEI／Fe304．MIIP相对选择性吸附系数也比DETA／Fe304一MIIP．III的要高，说明PEI／Fe304一MIIP吸附材料的印迹效果好于DETA／Fe304．MIIP吸附材料，这主要由于大分子的PEI比小分子的DETA具有更加稳定的骨架结构。关键词：分子印迹Fe304磁性纳米粒子，聚乙烯亚胺，--7_,烯三胺，吸附

6、性能ⅡAbstractInthiswork，Fe304magneticnanoparticlewaspreparedbycoprecipitationmethod．Thenethyleneamine(PEIorDETA)withexcellentchelatingabilitywascoatedonthesurfaceofFe304magneticnanoparticlebysilanecouplingagenttopreparemagneticsorbcnt．Bytestingandanalyzingthepropertie

7、sofmagneticsorbent，themechanismofadsorptioncapacitywasdiscussed．Thesummarizedconclusionsofthispaperarefollows：(1)Polyethylenimine(PEI)wascoatedonthesurfaceofFe304nanoparticlebysilanecouplingagentKH560，thenadsorbedCu+astemplateandWascrosslinkedbycrosslinker．Thesatura

8、tionmagnetizationofthismagneticadsorbentPEI／Fe304一MIIPwas28．86emu／g．Theinfraredandthermalgravimetricanalysisshowedthatpolyethyleniminehadb