壳聚糖磁性纳米材料吸附铜离子的研究.ppt

《壳聚糖磁性纳米材料吸附铜离子的研究.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、壳聚糖修饰磁性纳米材料吸附重金属CU2+的研究合成磁性壳聚糖纳米吸附材料的方法制备Fe3O4纳米粒子制备壳聚糖包覆的Fe3O4纳米颗粒实验结果与讨论温度对合成四氧化三铁纳米颗粒的影响壳聚糖与Fe3O4的摩尔比对复合粒子材料的影响壳聚糖磁性纳米材料的尺寸与结构Fe3O4与壳聚糖纳米复合材料的XRD分析热重分析傅立叶分析磁性分析壳聚糖修饰磁性纳米材料吸附重金属Cu2+的研究Cu2+的危害：过多的摄取铜会带来严重的毒物学副作用，比如呕吐、肌肉抽筋、抽搐，甚至死亡。除去水溶液中的Cu2+吸附机理是基于磁性纳米粒子表面的氨基和Cu2+的络合作用。壳聚糖（甲

2、壳素脱乙酰基的产物）对金属离子的吸附容量很大，这是由于壳聚糖大分子中含有大量氨基和羟基，氨基和羟基能与重金属离子形成稳定的环状螯合物，且处理废水过程中不会产生二次环境污染。壳聚糖本身没有合适的功能团能够直接键合到Fe3O4纳米粒子上，先将壳聚糖进行羧甲基化，在碳化二亚胺的活化下，将其键合到Fe3O4纳米粒子上。合成磁性壳聚糖纳米吸附材料的方法（Wang等研究）通过共沉淀法，其制备方法是在壳聚糖的存在下，加入沉淀剂NaOH沉淀二价铁盐和三价铁盐得到的磁性壳聚糖纳米粒子，对Cu2+的吸附容量为21.5mg/g。（Zhou等研究）在壳聚糖包覆的磁性纳米

3、粒子表面修饰-酮戊二酸(-KA－CCMNPs)，进一步提高了对Cu2+的吸附，吸附量可达到96.15mg/g。。。。。壳聚糖修饰磁性纳米材料的制备方法Scheme1制备Fe3O4的原理式Scheme2Fe3O4—壳聚糖纳米复合粒子的形成过程壳聚糖包覆Fe3O4纳米复合粒子的制备过程大致分为两步：第一步，将将通过以过氧化氢做氧化剂的水热反应制备23nmFe3O4纳米粉末。第二步，通过反相悬浮交联法，壳聚糖和Fe3O4的悬浮液按照适当的混合，形成带有胺基的磁性纳米粒子。制备Fe3O4纳米粒子Fe3O4nanoparticleswereprepared

4、byhydrothermalmethodwithaferrouscomplexusingH2O2asanoxidizer.Ferroussulphatesheptahydrate(2.502g)weredissolvedin30mlwater,then10ml50gl−1PEG-20000and30mlNH4OHsolutionwereaddedtothesolutionat30℃undervigorousstirring.2.502g六水硫酸亚铁溶解在30ml的水中，待溶液温度达到30℃时，加入10ml聚乙二醇（20000）和30ml的NH4O

5、H溶液，并快速搅拌。在反应过程中保持ph值在10不变。之后再将0.27ml，30%的H2O2加入正在搅拌的混合物中，继续搅拌20min。之后混合物放入高压反应釜中，在160℃保持5h。最后，把混合物在6000转每分钟的离心机中离心15分钟，离心完毕后，用水和酒精清洗若干次，在70℃的真空干燥箱烘干，得到Fe3O4纳米粒子。图1不同的反应温度对合成Fe3O4粉末的影响水热反应中三种不同的温度130℃，160℃，180℃和200℃下得到的Fe3O4粉末的平均粒径分别42nm,22nm,45nm和50nm。测试结果表明，粒子尺寸的增加与水热反应的温度有

6、关，另外水热法能够制备包含有结晶性完好的Fe3O4粒子。反应过程中的流体分子可能通过与Fe3O4晶格的有效碰撞进行热传递，当超过160℃时，流体的饱和度有所降低，所以推断，水热反应的样品在160℃时,得到较小的颗粒尺寸。温度对合成四氧化三铁纳米颗粒的影响实验结果与讨论表1不同摩尔比下的壳聚糖磁性纳米复合材料的尺寸和饱和磁化强度通过不同实验得到表格中的数据，发现在摩尔比为1：1时，生成的纳米粒子的尺寸最小，复合纳米材料的饱和磁化强度在12-28emug-1，在1：0.5时饱和磁化强度较低，可能因为过量的壳聚糖被吸附在高分子磁性微球的表面，通过增加F

7、e3O4的量，发现磁化强度一直在增加，但增加的速度降低，其中一个可能的原因是一些带有负电的Fe3O4纳米粒子吸附在磁性微球的表面。壳聚糖与Fe3O4的摩尔比对复合粒子材料的影响实验结果与讨论壳聚糖磁性纳米材料的尺寸与结构图2Fe3O4(a)与壳聚糖磁性纳米复合材料(b)的透射电镜（TEM)对比图图2-aFe3O4的纳米粒子基本上是单分散的，平均粒径在23nm，图2-b中壳聚糖磁性纳米复合材料，结构相对松散，导致平均粒径相对较大，平均粒径在25nm。这表明，在包覆过程中没有显著的团聚和粒子尺寸上的变化。但是后者出现轻微的团聚现象。实验结果与讨论壳聚

8、糖磁性纳米材料的尺寸与结构图3Fe3O4（a）与壳聚糖纳米复合材料（b）的粒子尺寸的分布图DLS（动态光散射）分析得到后者的纳米粒子尺寸