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高分子磁性微球的制备及其在水处理应用中的初步探索研究

作　者: 陈明月
导　师: 姜炜
学　校: 南京理工大学
专　业: 材料学
关键词: Fe3O4磁流体 磁性微球 反相细乳液-化学交联法 乙二胺四乙酸 吸附 水处理
分类号: TB383.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


本文主要针对高分子磁性微球的制备及在水处理中的应用进行初步探索研究。首先采用改性化学共沉淀法制备了柠檬酸三钠修饰的水基Fe304磁流体；接着采用反相细乳液-化学交联法制备了Fe3O4/CS磁性微球；借助IR, TEM、XRD、TG, VSM等测试手段对其结构和性能进行表征。结果表明,柠檬酸三钠修饰的Fe304磁性粒子能稳定的分散于水中,亲水性较好,结晶性良好粒径小且均一,约为9m,饱和磁化强度为68.95emu/g。Fe3O4/CS磁性微球,分散性良好,包覆效果明显,饱和磁化强度为27.58emu/g,具有较好的磁响应性,满足了下一步实验的需要。选用金属离子Cu2+、Ni2+及甲基橙作为被吸附对象,考察了各种因素对吸附性能的影响,并对吸附机理进行了讨论。结果表明磁性微球对甲基橙溶液具有良好的脱色能力,具有去除率高,速度快,易分离,可再生的优点。磁性微球对甲基橙的吸附主要是靠静电引力。磁性微球对金属Cu2+、Ni2+的有一定的吸附能力,但吸附容量不高。因此,需要对微球进行表面改性,以提高微球对金属离子的吸附性能。选用金属螯合剂乙二胺四乙酸作为改性物质对Fe3O4/CS磁性微球表面进行改性,测试结果显示微球表面连接上了大量活性羧基,且微球球形完整。改性后的磁性微球对金属离子的吸附速率明显加快,吸附容量大大提高。改性和未改性的磁性微球对Cu2+和Ni2+的吸附均为单分子层均相吸附,且为表面反应控制。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-17
  1.1 引言  7-8
  1.2 高分子磁性微球的概述  8-10
    1.2.1 高分子磁性微球的结构与性质  8-9
    1.2.2 高分子磁性微球的制备  9-10
  1.3 高分子磁性微球研究现状  10-12
    1.3.1 磁靶向治疗  11
    1.3.2 细胞分离和纯化  11-12
    1.3.3 固定化酶  12
    1.3.4 蛋白质和DNA的纯化与分离  12
  1.4 磁性微球在水处理中的应用  12-16
    1.4.1 重金属的危害  12-14
    1.4.2 偶氮染料废水的危害  14
    1.4.3 重金属离子和染料废水的处理方法  14-15
    1.4.4 对金属离子的吸附  15
    1.4.5 在染料废水中的应用  15
    1.4.6 在其它污水中的应用  15-16
  1.5 本文的主要任务  16-17
2 水基Fe_3O_4磁流体及磁性微球的制备  17-28
  2.1 引言  17-18
  2.2 实验部分  18-21
    2.2.1 实验试剂与设备  18-19
    2.2.2 化学共沉淀法制备水基Fe3O4磁流体  19
    2.2.3 反相细乳液-化学交联法制备Fe3O4/CS磁性微球  19-21
  2.3 实验结果与讨论  21-27
    2.3.1 Fe_3O_4磁流体的性能分析  21-25
    2.3.2 磁性微球的性能分析  25-27
  2.4 本章小结  27-28
3 高分子磁性微球在水处理应用中的初步探索研究  28-46
  3.1 引言  28-29
  3.2 实验原理  29-31
    3.2.1 吸附理论  29-30
    3.2.2 分析方法  30-31
  3.3 微球对金属离子的吸附  31-39
    3.3.1 实验试剂与设备  31
    3.3.2 实验方法  31-33
    3.3.3 实验结果与讨论  33-39
  3.4 微球对甲基橙的吸附  39-44
    3.4.1 实验试剂与设备  39
    3.4.2 实验原理  39
    3.4.3 实验方法  39-40
    3.4.4 实验结果与讨论  40-44
  3.5 本章小结  44-46
4 磁性微球的改性及其在水处理应用中的初步探索研究  46-61
  4.1 引言  46-47
  4.2 磁性微球的表面羧基化的改性  47-53
    4.2.1 实验试剂与设备  47-48
    4.2.2 改性原理  48-49
    4.2.3 实验方法  49-50
    4.2.4 实验结果和讨论  50-53
  4.3 改性磁性磁性微球的性能分析  53-55
  4.4 改性磁性微球在水处理应用中的初步探索研究  55-59
    4.4.1 实验试剂与设备  55
    4.4.2 实验方法  55-56
    4.4.3 实验结果与讨论  56-59
  4.5 本章小结  59-61
5 结论  61-63
致谢  63-64
参考文献  64-70
附录  70

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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