磁性聚合物微球制备的研究

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2、、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要本文主要研究了磁性聚合物微球的制备和磁性聚合物微球对重金属离子的吸附性能。首先采用化学共沉淀法制备Fe3O4磁性纳米粒子，在制备过程中加入油酸得到油酸修饰的Fe3O4磁性纳米粒子。接着通过改变助稳定剂、亲水性单体丙烯酸的用量和Fe3O4的用量采用细乳液聚合法制备了包含有Fe3O4磁性纳米粒子的磁性

3、聚合物微球。通过FTIR、TGA、XRD、TEM、SEM及磁性能测试对磁性聚合物微球的结构、晶型、形貌和磁性能进行了表征。结果表明，通过共沉淀法制备的Fe3O4磁性纳米粒子是典型的反尖晶石型晶型，粒径大小在10nm左右，且经过聚合之后磁性粒子的晶型和大小不变。油酸在Fe3O4纳米粒子表面呈现两层吸附结构。经油酸修饰的Fe3O4显示出很高的饱和磁化量(Ms)，达到42.63emu/g。在不同条件下制备磁性聚合物微球，发现不可避免的会出现磁性聚合物复合微球和空白聚合物微球。且磁性聚合物复合微球粒径较大

4、，为单体珠滴成核生成；空白聚合物微球粒径较小，在聚合过程中为均相成核生成。Fe3O4磁性纳米粒子用量过大，则会出现较多的裸露的磁性纳米粒子。2+本工作还以Cu为研究对象，考察了表面带有羧基的磁性聚合物吸附剂对重金属离子的吸附性能。研究了包括初始溶液pH、不同吸附温度和不同羧基含量2+对磁性吸附剂吸附能力的影响。并在不同Cu浓度下研究了吸附剂的动力学性2+能。结果发现：表面带有羧基的磁性吸附剂对溶液的pH具有很大的依赖性。Cu2+的浓度提高，吸附量增大，但Cu移除效率降低。升高吸附温度、提高吸附剂表

5、面羧基含量，均可使磁性吸附剂的吸附效率升高。Langmuir和Freundlich等温2+吸附模型均适用于磁性吸附剂对Cu的吸附过程，而且为单分子层吸附。Lagergren准二级动力学模型适用于此吸附过程而Lagergren准一级动力学模型并不适用。通过观测吸附过程中的pH变化，分析认为在吸附过程中主要存在静电2+吸引作用、离子交换过程和物理吸附作用。通过调节吸附平衡时溶液的pH，Cu移除效率由82.6%(qe=16.276mg/g)提高至95.36%(qe=18.79mg/g)。关键词：磁性聚合

6、物微球；Fe3O4；细乳液聚合；磁性吸附剂；重金属离子ABSTRACTThepreparationofmagneticpolymermicrospheresandtheirapplicationasadsorbentsforheavymetalionswerestudiedinthisthesis.Firstly,theFe3O4nanoparticlesweresuccessfullypreparedbycoprecipitationinthepresenceofoleicacidwithwhi

7、chthesurfacepropertiesofFe3O4wasmodified.Secondly,themagneticpolymermicrospherescontainingFe3O4nanoparticleswereproducedbyminiemulsionpolymerization.ThestructureandpropertieswerecharacterizedthroughFTIR,TGA,XRD,TEM,SEMandmagnetictestingsystem.Theresul

8、tsshowthatFe3O4nanoparticlesobtainedthroughcoprecipitationhasatypicalinversespinelstructurewithadiameterofabout10nm.Thestructureandthesizeofthenanoparticlesremainunchangedafterpolymerization.OleicacidtakestwoabsorptionlayersinthesurfaceofFe3O4