智能聚合物包覆型纳米氧化铁的催化性能.pdf

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1、第47卷第5期天津大学学报(自然科学与工程技术版)、，01．47N0．52014年5月JournalofTianjinUniversity(ScienceandTechnology)Mav2014D0I：10．11784／tdxbz201207057智能聚合物包覆型纳米氧化铁的催化性能王薇，一，刘莹，一，李铁龙，(1．南开大学环境科学与工程学院，天津300071；2．南开大学环境污染过程与基准教育部重点实验室，天津300071)摘要：针对非均相Fenton反应效率偏低及pH值适应范围窄的问题，设计以智能聚合物调节纳米铁氧化物表面性能．通过

2、原位共沉淀法合成纳米四氧化三铁，并将其表面健合的羧甲基纤维素钠与单体丙烯酸接枝共聚生成具有口H值响应性能的环境敏感聚合物来包覆氧化铁，形成复合纳米颗粒(PAA—CO—CMCNa／Fe3O4)，研究了复合材料的催化性能．结果表明：pH值在3～7的宽范围内，该复合纳米材料均可在30min内将210mgm的苯酚完全去除，催化降解苯酚的矿化率高达75％，并显示良好的稳定性和重复使用性能，这是由于聚合物层在该范围内的选择性溶胀既有助于纳米磁性材料的分散稳定，又能改善界面传质，从而促进非均相催化反应．关键词：纳米四氧化三铁；智能聚合物；pH刺激响应；

3、非均相Fenton催化中图分类号：0634；X592文献标志码：A文章编号：0493．2137(2014)05—0459．05CatalyticPropertyofSmartPolymerCoatedNano—FeaO4WangWeil，一LiuYing1，一LiTielongl’2，，(1．CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering，NankaiUniversity，Tianjin300071，China；2．KeyLaboratoryofPollutionProcessesandEnviro

4、nmentalCriteriaofMinistryofEducation，NankaiUniversity，Tianjin300071，China)Abstract：TosolvetheproblemsthatheterogeneousFentonreactioneficiencyislowandaneficientreactionrateonlyoccursinanarrowpHrange，smartpolymerwasdesignedtoadjustthesurfaceperformanceofmagnetite(Fe3O4)nano

5、particles．Fe3O4nanopaticleswerefirstsynthesizedthroughinsituCO—precipitation．Sodiumcarboxy-methylcellulose(CMCNa)wasbondedonthesurfaceofgeneratedFe304nanoparticles．Then，theacrylicacid(AA)monomersweregraftedontothechainsofCMCNaandcopolymerizedtoformapH-responsivepolymer．By

6、thisin--situencapsulationmethod，thepoly(acrylicacid)-CO-sodiumcarboxymethylcellulose／magnetite(PAA—CO-CMCNa／Fe304)nanocompositesweresynthesizedinthiswork．Thecatalyticactivityofnanocompositeswasinvesti-gated．Resultsshowthatthecompositecatalystexhibitesexcellentcatalyticpro

7、perty,stabilityandreusability．InthewidepHrangeof3—7，phenol(210mgm)isalmostcompletelyremovedafter30minand75％ofphenolismineral—ized．ThesuperiorcatalyticperformanceofPAA-CO—CMCNa／Fe3O4nanocompositescouldbeassociatedwiththepH—sensitivecharacteristicofthepolymercoatinginaqueou

8、ssolutions．IntheproperpHrange，thehydrophilicpolymerchainishighlyswollen，whichpromotesthedispersi