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硅酸盐通报 2023年第11期42卷 4082-4091页

作者：郭勤张凯钧陈自娇苗瑾超李雪梅马信肖宇航新疆理工学院能源化工工程学院阿克苏843000 湖南现代环境科技股份有限公司长沙410114

近年来,重金属离子的去除是复杂环境中水处理面临的难点问题之一,静电纺丝制备的三维SiO_(2)纳米纤维棉具有耐高温、耐强酸的特点,是复杂环境中水处理的理想前驱体材料。以三维SiO_(2)纳米纤维棉作为基底,在引发剂偶氮二异丁腈作用下催... 详细信息

近年来,重金属离子的去除是复杂环境中水处理面临的难点问题之一,静电纺丝制备的三维SiO_(2)纳米纤维棉具有耐高温、耐强酸的特点,是复杂环境中水处理的理想前驱体材料。以三维SiO_(2)纳米纤维棉作为基底,在引发剂偶氮二异丁腈作用下催化乙烯苯磺酸和乙二苯单体发生原位聚合,实现聚乙烯苯磺酸在SiO_(2)纳米纤维棉表面均质包覆,制备SiO_(2)@聚乙烯苯磺酸纳米纤维棉。通过SEM、FT-IR等表征方法揭示了该纳米纤维棉的形貌和化学组成,采用热重分析仪对其进行热稳定性测试,并研究了该纳米纤维棉在高温、酸性条件下的吸附再生性能。结果表明:SiO_(2)@聚乙烯苯磺酸纳米纤维棉对Cu^(2+)、Cd^(2+)和Pb^(2+)有很高的吸附容量,当pH值为5.5和初始离子浓度为100 mg/L时,吸附容量分别为73.0、91.0、161.0 mg/g,当温度为80℃时吸附容量仍可达81.0、64.0、123.0 mg/g;吸附过程符合准二级动力学和Langmuir等温吸附,具有较强的再生性能,经10次离子脱附-吸附循环,Cu^(2+)、Cd^(2+)和Pb^(2+)的容量保持率分别为83.5%、81.1%、77.6%。

关键词：原位聚合包覆 SiO_(2)纳米纤维棉静电纺丝水处理重金属吸附

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两种功能纳米材料的制备和初步应用研究

两种功能纳米材料的制备和初步应用研究

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作者：朱依娜陕西师范大学

学位级别：硕士

分析化学的发展,需要新材料及其所带来的新功能作为物质基础。因此,具有分析功能的新材料制备或材料新功能的发现、延伸,也成为了现代分析化学的一个组成部分。纳米材料由于具有独特的尺度功能效应,被广泛应用于生物传感器、环境保护、... 详细信息

分析化学的发展,需要新材料及其所带来的新功能作为物质基础。因此,具有分析功能的新材料制备或材料新功能的发现、延伸,也成为了现代分析化学的一个组成部分。纳米材料由于具有独特的尺度功能效应,被广泛应用于生物传感器、环境保护、生物医学等分析领域。出于本实验室在纳米材料分析应用的长期目标设定,本文选择Fe304磁性纳米粒子和Au纳米粒子为对象,从两种材料制备、修饰和潜在分析特性几个方面开展了一些基础研究。第一、在Fe304磁性纳米粒子的表面原位聚合包覆聚丙烯酰胺／聚丙烯酸,并通过TEM、FT-IR和SEM对产物进行表征;随后研究了以上表面修饰Fe304磁性纳米粒对水溶液中亚甲基蓝的吸附性能。第二、采用还原法制备了金铼复合纳米粒子,通过EDS和TEM对产物进行表征。论文主要包括以下几方面内容：一、综述部分首先对Fe304磁性纳米材料进行概述,其中包括Fe304磁性纳米材料的性质、Fe304纳米粒子的表面修饰及其应用;其次对金纳米粒子也进行了简单概述,包括金纳米粒子的性质、制备,以及与金相关的双金属复合纳米粒子的合成;最后指出了本论文的主要研究内容及创新点。二、聚丙烯酰胺／聚丙烯酸包覆Fe304磁性纳米材料的制备首先采用共沉淀法制备了磁性良好的Fe304纳米粒子,然后利用超声辐照产生自由基,在Fe304磁性纳米粒子的表面原位聚合包覆聚丙烯酰胺／聚丙烯酸,包覆过程中采用了两次包覆的方式,并通过TEM、FT-IR和SEM对产物进行表征。结果表明,聚丙烯酰胺／聚丙烯酸己成功包覆在Fe304纳米粒子表面。三、聚丙烯酰胺／聚丙烯酸包覆Fe304磁性纳米材料的应用研究了聚丙烯酰胺／聚丙烯酸包覆Fe304磁性纳米材料对水溶液中亚甲基蓝的吸附性能。考察了吸附时间、吸附剂的用量、温度、pH和亚甲基蓝初始浓度对吸附效果的影响。此吸附过程20min基本达到平衡,其吸附量随着吸附剂用量的增大而减小,随温度的升高而降低。在pH值为7.0时,吸附量最大。在选定的浓度范围内,吸附剂量随初始浓度的增大而减小。对实验数据进行拟合,结果表明吸附过程符合准二级反应动力学模型,且与Temkin等温吸附模型的符合程度最高。四、金铼复合纳米粒子的制备采用同时还原氯金酸和高铼酸钾溶液的方法制备金铼复合纳米粒子,反应中以柠檬酸钠作分散剂,以硼氢化钠作还原剂,并且对产物进行EDS和TEM表征。结果表明,金铼复合纳米粒子中铼元素的掺杂效率为98%,经洗涤后,纳米粒子仍然具有良好的分散性,粒径为5nm左右。

关键词：聚丙烯酰胺/聚丙烯酸 Fe3O4 原位聚合包覆吸附金铼复合纳米粒子

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