工業(yè)革命以來,隨著社會經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展、工業(yè)化水平不斷提升,大量污染物被排放到環(huán)境中,造成了日益嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞,其中以水污染問題最為嚴(yán)重。水體中污染物種類繁多,常見污染物包括有機(jī)染料、重金屬以及四環(huán)素等。由于這些污染物具有高毒性、難降解和易富集等特性,對人類健康和生態(tài)環(huán)境安全構(gòu)成極大的威脅。因此,如何高效去除水體中的污染物已成為環(huán)境領(lǐng)域的重點研究內(nèi)容。近年來,隨著納米技術(shù)的革新與發(fā)展,磁性納米復(fù)合材料因其良好的生物相容性、高孔隙率、較高的吸附能力、容易回收利用等優(yōu)勢,成為目前最具研究熱點的吸附材料之一。本論文主要以Fe₃O₄作復(fù)合材料的磁性核成分,SiO₂為非磁性殼成分,通過交聯(lián)和接枝等過程共制備了三種磁性納米衍生復(fù)合材料。并且針對上述三種常見污染物（有機(jī)染料、重金屬以及四環(huán)素）,系統(tǒng)研究了這些磁性納米復(fù)合材料對水體中污染物的去除性能和機(jī)制。本文的具體研究工作及成果可以歸納為以下五個方面:（1）以Fe₃O₄@SiO₂磁性核殼粒子為載體,通過交聯(lián)反應(yīng)將... 

【文章來源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

四環(huán)素的分子結(jié)構(gòu)

2342變得平滑并且直徑增加到約 350 nm。當(dāng) Fe3O4@SiO2和 PEI 結(jié)SiO2/PEI 復(fù)合材料后，F(xiàn)e3O4@SiO2納米顆粒的外表面涂上一層薄的)。了檢測 Fe3O4@SiO2和 Fe3O4@SiO2/PEI 納米粒子的熱穩(wěn)定性，TGA°C 之間的靜態(tài)氮氣氛中進(jìn)行（圖 2.2A）。從 Fe3O4@SiO2的 TGA 曲00 °C 之前的質(zhì)量損失是由于物理吸附水的釋放所致[114]。在 150-3O4@SiO2的質(zhì)量損失約為 9.9％。輕微的質(zhì)量損失表明 Fe3O4@SiO穩(wěn)定性。至于 Fe3O4@SiO2/PEI，可以觀察到質(zhì)量損失分兩步發(fā)生。失發(fā)生在 100 ℃以下，這是由于吸附劑吸附溶劑或捕集水損失而導(dǎo)。第二次重量損失發(fā)生在 250-430 ℃之間，約為 68.1％，這可歸因4@SiO2表面上的有機(jī)部分的氧化分解。在 Fe3O4MNP 接枝聚（甲基上報道了類似的結(jié)果，并且在溫度從 250 ℃升高到 420 ℃后重量損82.5％[115]。根據(jù)對質(zhì)量損失的分析，可以得出結(jié)論：Fe3O4@SiO2/功的。

圖 2.2 Fe3O4@SiO2/PEI 納米復(fù)合材料的表征(A) (a) Fe3O4@SiO2的熱重分析，(b) Fe3O4@SiO2/PEI 的熱重分析；(B) (a) Fe3O4的 FT-IR譜圖，(b) Fe3O4@SiO2的 FT-IR 光譜圖，(c) Fe3O4@SiO2/PEI 的 FT-IR 光譜圖；(C) (a) Fe的 XRD 圖譜，(b) Fe3O4@SiO2的 XRD 圖譜，(c) Fe3O4@SiO2/PEI 的 XRD 圖譜；(D) (a) Fe的磁化曲線，(b) Fe3O4@SiO2的磁化曲線，(c) Fe3O4@SiO2/PEI 磁化曲線Figure 2.2 Characterization of Fe3O4@SiO2/PEI: (A) TGA analysis of (a) Fe3O4@SiO2and (Fe3O4@SiO2/PEI. (B) FT-IR spectra of (a) Fe3O4, (b) Fe3O4@SiO2, (c) Fe3O4@SiO2/PEI. (C) Xpatterns of (a) Fe3O4, (b) Fe3O4@SiO2, (c) Fe3O4@SiO2/PEI. (D) Magnetization curve of (aFe3O4, (b) Fe3O4@SiO2, (c) Fe3O4@SiO2/PEI.2.3.2 pH 值對吸附的影響如圖 2.3所示，F(xiàn)e3O4@SiO2/PEI 的 zeta 電位 (pHPZC) 在 pH 3.0-10.0 均為正值但隨著 pH 值的增加，其 zeta 電位值逐漸降低。已知 PEI 有三種質(zhì)子化氨基：在高 pH（> 10）下，PEI 完全去質(zhì)子化; 在中性 pH（~7）下，所有伯胺都被質(zhì)化; 在低 pH（<4）時，大部分胺被質(zhì)子化[122]。MO（pKa = 3.4）是當(dāng) pH>3.4

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]印染廢水處理綜述[J]. 劉元臣,閆侃,薛珊.  染整技術(shù). 2014(07)

博士論文
[1]石墨烯基復(fù)合材料的制備及其對染料的吸附性能研究[D]. 楊曉霞.青島大學(xué) 2016
[2]磁性微納米功能材料的可控制備及其對水中污染物的去除研究[D]. 邵彥明.蘭州大學(xué) 2016
[3]功能化磁性納米材料的制備及其對水中污染物的去除[D]. 連麗麗.吉林大學(xué) 2014
[4]新型吸附材料的制備及對重金屬離子和染料吸附性能研究[D]. 師蘭.吉林大學(xué) 2014

碩士論文
[1]多孔磁性復(fù)合材料制備及其催化性能研究[D]. 宋文通.大連理工大學(xué) 2017



本文編號：3481883