磁性Fe3O4@SiO2@CS镉离子印迹聚合物的制备及吸附性能

以SiO2包覆的纳米Fe3O4为载体, 壳聚糖(Chitosan, CS)为功能配体, γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷为交联剂, 制备了磁性Fe3O4@SiO2@CS镉离子印迹聚合物(Magnetic ion-imprinted polymer, M-IIP). 采用扫描电镜和红外光谱对该磁性印迹聚合物进行了表征. 结果表明, 壳聚糖在环氧基硅烷交联作用下, 实现了印迹壳层在磁性Fe3O4表面的接枝, 该印迹材料是边长为60~120 nm的立方体. 吸附性能实验表明, M-IIP对Cd(Ⅱ)的吸附符合一级动力学吸附模型; M-IIP对Cd(Ⅱ)/Cu(Ⅱ), Cd(Ⅱ)/Zn(Ⅱ), Cd(Ⅱ)/Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)/Hg(Ⅱ)的相对选择系数分别为2.92, 3.43, 8.97和9.20. 原子吸收光谱检测结果表明, 该磁性Fe3O4@SiO2@CS离子印迹聚合物可用于水溶液中Cd(Ⅱ)的分离, Cd(Ⅱ)回收率在98%以上.     

新型石墨烯磁性复合材料的制备及其对水中亚甲基蓝的吸附去除

采用绿色、温和的方法合成了一种新型的磁性纳米复合材料(Fe3O4@PDA@RGO),并考察了其对水溶液中亚甲基蓝的吸附去除效果。多巴胺通过自聚合作用可以直接吸附到Fe3O4表面,其既是氧化石墨烯(GO)的还原剂,也是Fe3O4和还原态氧化石墨烯(RGO)组装的偶联剂。反应过程中无需热处理或加入其他有机试剂。利用透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、X衍射光谱(XRD)和拉曼光谱等技术对制备的磁性纳米复合材料进行了表征。结果表明,Fe3O4@PDA@RGO具有较强的磁性(37.8 emu·g-1),对亚甲基蓝有较高的吸附去除能力(98 mg·g-1)。Fe3O4@PDA@RGO对亚甲基蓝的吸附能力随着p H值的增大而增强,其吸附过程符合拟二级反应动力学方程和Langmuir吸附模型。Fe3O4@PDA@RGO作为吸附剂,其性质稳定,经磁性分离可重复利用10次以上。     

多巴胺用量对Fe3O4@PDA@PAMAM磁性纳米吸附材料的微观结构及吸附性能的影响

以自制的Fe3O4磁性纳米材料为核,多巴胺(DA)为表面修饰剂,成功地将2.0 G聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子接枝在Fe3O4磁核表面,制备出了一系列不同DA含量的Fe3O4@PDA@PAMAM磁性纳米吸附材料。采用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(IR)、振动样品磁强计(VSM)、透射电子显微镜(TEM)和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)等分析测试手段对材料组成、微观结构、磁性能和对重金属Cd(Ⅱ)离子的吸附性能进行了测试和表征。研究了修饰剂DA用量对Fe3O4@PDA@PAMAM磁性纳米吸附材料的相组成、微观结构、磁性能和吸附性能的影响。实验结果表明,Fe3O4@PDA@PAMAM磁性纳米吸附材料均呈典型的核-壳结构,材料晶型均呈现尖晶石结构,且壳层厚度随DA用量增加而增厚;材料的饱和磁化强度(Ms)均比Fe3O4的小,且随着DA用量的增加而降低,并且材料的矫顽力(Hc)和剩余磁化强度(Mr)均较低,其磁响应特性适合于做为可回收磁性纳米吸附材料。材料对Cd(Ⅱ)离子的平衡吸附容量随着DA用量的增加呈先增加后减小趋势。当Fe3O4和DA的质量比为8∶4时,吸附剂对Cd(Ⅱ)离子的吸附容量达到最大值165.13 mg·g^-1。     

CoFe_2O_4纳米粒子对水中微囊藻毒素的去除

通过一步溶剂热合成法制备出Co Fe2O4,Fe3O4,Cu Fe2O43种磁性纳米粒子,将其用于水中生物污染物微囊藻毒素的去除,通过高效液相色谱法检测微囊藻毒素浓度。上述3种磁性粒子中,Co Fe2O4对微囊藻毒素具有最强的吸附性能。采用透射电子显微镜、红外光谱、磁滞回线和X-射线衍射等方法对Co Fe2O4纳米粒子进行表征,Co Fe2O4具有良好的磁性和分散性,粒径约为250 nm。由于具有较强的磁性,Co Fe2O4及吸附于表面的微囊藻毒素可通过施加外加磁场而从溶液中分离。考察了生物污染物初始浓度、溶液酸度、温度、离子强度和水中天然有机物浓度等条件对Co Fe2O4吸附性能的影响。结果显示,较高的分析物浓度与实验温度、较低的p H值及离子强度更有利于微囊藻毒素在磁性粒子表面的吸附。低浓度(0~2.5 mg/L)的腐植酸几乎不影响Co Fe2O4对微囊藻毒素的吸附,而较高浓度的腐植酸使得Co Fe2O4的吸附性能显著下降。静电作用和配位作用在Co Fe2O4吸附毒素的过程中起着重要作用。研究表明,Co Fe2O4纳米粒子的制备方法简单,具有较强的磁场响应性及良好的单分散性,在水环境中生物污染物的去除方面具有优越的应用前景。     

Fe_3O_4/TiO_2纳米异质结构的制备及磁性

以TiO2纳米线和Fe(NO3)3·9H2O为原料,在一缩二乙二醇体系中通过溶剂热反应制备了Fe3O4纳米粒子/TiO2纳米线异质结构.高分辨透射电子显微镜(HRTEM)观测结果表明,Fe3O4纳米粒子均匀地附着在TiO2纳米线上,并与TiO2纳米线之间形成了有效的复合.磁性研究结果表明,与文献报道的同粒径纯相Fe3O4纳米粒子相比,异质结构的阻隔温度点明显降低,异质结构的形成对Fe3O4磁性产生了影响.     

羧基化核壳磁性纳米Fe3O4吸附剂的制备及对Cu2+吸附性能

在以共沉淀法制备的磁性纳米Fe3O4粒子(Magnetic nanoparticles, MNP)表面进行了化学修饰, 制备了一种新型富含羧基功能团的核壳磁性纳米吸附剂(Carboxylic functionalized Fe3O4 magnetic nanoparticles, CMNP). 利用透射电子显微镜(TEM)、 X射线衍射仪(XRD)、 X射线能量色散谱(EDS)、 振动样品磁强计(VSM)、 傅里叶变换红外光谱(FIIR)和热重分析仪(TGA)对CMNP的形貌、 结构、 化学组成和磁性能进行了表征, 并考察了吸附剂对Cu2+的吸附性能, 研究了溶液pH值、 吸附时间和Cu2+初始浓度对吸附性能的影响. 结果表明, 羧基化核壳磁性纳米Fe3O4颗粒的平均粒径为15 nm, 具有良好的超顺磁性, 饱和磁化强度为41.84 A·m2/kg, 在10 min中内可达到吸附平衡, 在pH=7.0时吸附量最高, 吸附等温数据符合Langmuir模型, 饱和吸附量qm= 43.48 mg/g.     

三聚氰胺磁性分子印迹聚合物材料的制备及性能表征

利用溶剂热法通过控制反应时间和温度制得了分散性好和磁性强的Fe3O4,并利用溶胶凝胶法制备得到包覆SiO2的磁性微球(Fe3O4@SiO2)。以三聚氰胺为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)为单体,采用本体聚合法制备了磁性分子印迹聚合物(MMIPs)。通过静态吸附实验表明,MMIPs对三聚氰胺的饱和吸附量高达10.22μg/mg,是磁性非印迹聚合物(MNIPs)的1.62倍。粒子扩散模型、Elovich模型和动态吸附实验表明所制得的MMIPs有较好的吸附性能。     

石墨烯/Fe3O4磁性纳米材料分散固相萃取环境水样中的己烯雌酚

合成了石墨烯/Fe3O4磁性纳米材料(G/Fe3O4),并以此作为吸附剂,建立了分散固相萃取环境水样中己烯雌酚(DES)的新方法.通过红外光谱(FT-IR)、X射线衍射仪对吸附剂进行表征.考察了pH值、吸附时间、盐类等对吸附性能的影响.结果表明,最佳吸附pH值为7.0,吸附时间为20 min,吸附率最高可达88.2％.无水乙醇可有效洗脱吸附在石墨烯/Fe3O4磁性纳米材料表面的己烯雌酚,回收后的吸附剂可再利用.石墨烯/Fe3O4磁性纳米材料对己烯雌酚的等温吸附符合Langmuir模型,其最大吸附容量为79.6 mg/g,Langmuir吸附平衡常数为5.39 mL/μg.     

新型半纤维素基磁性水凝胶的制备及性能

采用H2O2-Vc氧化还原体系引发半纤维素衍生物,以表面修饰的Fe3O4粒子作为磁性组分,利用接枝共聚方法制备了新型半纤维素基磁性水凝胶.分别用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)对水凝胶的结构及形貌进行了表征,利用X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对水凝胶的晶型结构及磁性能进行了分析,发现Fe3O4粒子均匀分散在凝胶网络中,半纤维素基磁性水凝胶表现出良好的顺磁性.考察了丙烯酸/半纤维素比例、Fe3O4粒子含量及交联剂用量对水凝胶溶胀性能的影响,并探讨了该水凝胶的溶胀机理,它在pH 8缓冲溶液中的溶胀较好符合Fickian和Schott动力学模型.通过SEM和溶胀性能分析表明,随着pH值的升高水凝胶的孔径增大,水凝胶的溶胀率逐渐增大.制备的水凝胶被用于溶菌酶吸附研究,结果表明磁性凝胶的吸附量大于非磁性水凝胶,水凝胶的吸附行为符合Freundlich和Temkin等温模型.     

无皂种子乳液聚合制备含稀土磁性荧光微球及其表征

以FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O为原料,通过化学共沉淀方法制备Fe3O4磁性纳米粒子,用油酸和十一烯酸钠对纳米粒子进行双重改性,得到固含量为4%的稳定水基磁流体.在该磁流体存在下,以苯乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯为单体进行无皂乳液聚合,制备出磁性种子微球;在种子磁性微球存在下,以对苯乙烯磺酸钠,稀土配合物等为功能单体,通过无皂种子乳液聚合法制备磁性荧光微球,该微球表现出优异的磁学性能以及荧光性能.用傅立叶红外光谱仪、透射电子显微镜、X射线衍射仪、振动样品磁强计、荧光分光光度计对磁性荧光微球结构形貌以及磁性荧光性能表征.测试结果表明,所制备的种子微球以及磁性荧光微球呈良好的单分散性,Z均粒径分别为147 nm和228 nm,热重分析表明磁性荧光微球中Fe3O4的含量为4.7%,与之对应的饱和磁化强度为0.396 emu/g,在595 nm和619 nm处观测到Eu3+的特征发射光谱.     

助剂Fe和反应修饰剂修饰的Ru催化剂上苯选择加氢制环己烯

共沉淀法制备了Ru-Fe(x)催化剂,并利用X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、N2物理吸附和透射电镜等手段对催化剂进行了表征.结果表明,Ru-Fe(x)催化剂中助剂Fe以Fe3O4形式存在.单独Fe3O4并不能提高Ru催化剂的环己烯选择性.但在加氢过程中Fe3O4可与反应修饰剂ZnSO4反应生成(Zn(OH)2)3(ZnSO4)(H2O)x(x=1 or 3).化学吸附的(Zn(OH)2)3(ZnSO4)(H2O)x(x=1 or 3)在提高Ru催化剂环己烯选择性中起着关键作用.此外,Ru-Fe(x)催化剂的性能还与浆液中的Zn2+浓度和pH值有关.在0.61 mol/L ZnSO4溶液中Ru-Fe(0.47)催化剂不但给出了56.7%的环己烯收率,而且具有良好的稳定性和重复使用性能.化学吸附在Ru表面的Fe2+同样能提高Ru催化剂的环己烯选择性.在0.29 mol/L和0.61 mol/L FeSO4溶液中Ru-Fe(0.47)催化剂上化学吸附Fe2+量近似,性能近似.因为Fe2+和Zn2+性质的差异,在0.29 mol/L和0.61 mol/L FeSO4溶液中Ru-Fe(0.47)催化剂的环己烯选择性分别低于在同浓度的ZnSO4溶液中的.     

纳米磁性固体酸SO42-/Zr（OH）4-Fe3O4催化水相不对称Aldol反应

以纳米磁性材料Fe3O4, ZrOCl2·8H2O和硫酸为原料,在不同焙烧温度下制备了纳米磁性固体酸催化剂SO42–/Zr(OH)4-Fe3O4.详细表征了该磁性固体酸的SO42–负载量、酸分布、表面形貌和孔结构等特性.在含有硝基和氰基强吸电子基苯甲醛的不对称水相Aldol反应中, SO42–/Zr(OH)4-Fe3O4表现出优良的催化性能(83%–100%收率,86.0%–95.6% eeanti和anti/syn =88–96/12–4).该类磁性固体酸可在外加磁体作用下定量地从催化反应体系中分离并回收使用,重复使用5次未见显著失活.     

胺基改性磁性纳米石墨片复合材料的制备与表征

以纳米石墨片(GNS)为载体,FeCl_3·6H_2O为前驱体,乙二胺为改性剂和还原剂,乙二醇为表面活性剂和还原剂,无水乙酸钠为稳定剂,通过溶剂热法一步制备了胺基改性磁性GNS(NH_2-GNS/Fe_3O_4)纳米复合材料.利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和振动样品磁强计(VSM)对样品进行了表征,并研究了其对水溶液中Ag(Ⅰ)的吸附性能.结果表明,NH_2-GNS/Fe_3O_4纳米复合材料的磁性能可以满足固液相分离的要求.NH_2-GNS/Fe_3O_4纳米复合材料对Ag(Ⅰ)具有吸附性能,且在对Ag(Ⅰ)的吸附过程中将Ag(Ⅰ)还原为单质银,该吸附过程为发生在均质表面的单层吸附.     

纳米磁性固体酸SO42-/Zr（OH）4-Fe3O4催化水相不对称Aldol反应

以纳米磁性材料Fe3O4, ZrOCl2·8H2O和硫酸为原料,在不同焙烧温度下制备了纳米磁性固体酸催化剂SO42–/Zr(OH)4-Fe3O4.详细表征了该磁性固体酸的SO42–负载量、酸分布、表面形貌和孔结构等特性.在含有硝基和氰基强吸电子基苯甲醛的不对称水相Aldol反应中, SO42–/Zr(OH)4-Fe3O4表现出优良的催化性能(83%–100%收率,86.0%–95.6% eeanti和anti/syn =88–96/12–4).该类磁性固体酸可在外加磁体作用下定量地从催化反应体系中分离并回收使用,重复使用5次未见显著失活.     

微米聚苯胺/Fe_3O_4空心球的制备及吸波性能

采用界面聚合和Pickering乳液聚合相结合的方法,以甲苯为软模板,磁性Fe3O4纳米颗粒为稳定剂,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为乳化剂,过硫酸铵(APS)为氧化剂,盐酸(HCl)为掺杂剂,制备了掺杂态聚苯胺/Fe3O4(D-PANI/Fe3O4)空心球.作为比较,在不掺杂盐酸的条件下,制备了本征态聚苯胺/Fe3O4(PANI/Fe3O4)空心球.用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪、傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪、热重分析(TG)仪、振动样品磁强(VSM)计及恒压四探针测试仪对复合材料的形貌、结构、组成和电磁性能进行了表征.结果表明,D-PANI/Fe3O4空心球的直径约为2.8μm,电导率和饱和磁化强度(Ms)分别为2.75×10-2S/cm和54.26 A·m2/kg.用矢量网络分析(VNA)仪对D-PANI/Fe3O4空心球和PANI/Fe3O4空心球吸波性能进行分析,结果表明,D-PANI/Fe3O4空心球在12.64 GHz处的最小反射率为-43.3 d B,对应的匹配厚度为2 mm,其吸波性能明显优于PANI/Fe3O4空心球.     

Fe3O4/壳聚糖复合纳米粒子吸附剂的制备及其对Pb2+吸附性能

用乙二醇为溶剂,三氯化铁和尿素为起始反应试剂,柠檬酸为粒子表面修饰剂,通过一步溶剂热法制备Fe3 O4纳米粒子,然后以一定浓度配比的Na2 SO4与NaOH混合液为沉淀剂,通过沉淀聚合法制备Fe3 O4/壳聚糖复合纳米粒子吸附剂。利用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱(IR)、透射电子显微镜(TEM)和物理特性测试仪(PPMS)表征样品的结构、形貌和磁性能,并使用原子吸收分光光度计(AAS)评价吸附剂对Pb2+的吸附去除性能。结果表明,Fe3O4/壳聚糖复合纳米粒子吸附剂是由磁性Fe3O4纳米球形粒子和鱼卵状壳聚糖纳米粒子聚集体复合而成,该吸附剂对Pb2+有很好的吸附去除性能,它对Pb2+的等温吸附线符合Langmuir模型,在温度298k和pH值5时,吸附剂对Pb2+的饱和吸附量为105.5mg/g。     

纳米磁性固体酸SO_4~(2–)/Zr(OH)_4-Fe_3O_4催化水相不对称Aldol反应（英文）

以纳米磁性材料Fe3O4,Zr OCl2·8H2O和硫酸为原料,在不同焙烧温度下制备了纳米磁性固体酸催化剂SO42–/Zr(OH)4-Fe3O4.详细表征了该磁性固体酸的SO42–负载量、酸分布、表面形貌和孔结构等特性.在含有硝基和氰基强吸电子基苯甲醛的不对称水相Aldol反应中,SO42–/Zr(OH)4-Fe3O4表现出优良的催化性能(83%–100%收率,86.0%–95.6%ee anti和anti/syn=88–96/12–4).该类磁性固体酸可在外加磁体作用下定量地从催化反应体系中分离并回收使用,重复使用5次未见显著失活.     

一种螯合树脂的合成及对金属离子的吸附研究

采用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)技术,以自制的单分散磁性聚合物微球(Fe3O4/PGMA/EDMA)为ATRP大分子引发剂,Cu Br/2,2'-联吡啶(Bpy)为催化剂,将乙烯基四唑聚合在磁性聚合物微球表面,制备了磁性螯合吸附树脂,用元素分析对其进行了表征,并测定了该树脂对几种金属离子的吸附性能,结果发现新型螯合树脂对贵金属离子吸附能力强,具有良好的应用前景,工业推广价值较高。     

控制自由基聚合制备Fe_3O_4/SiO_2/P(AA-MMA-St)磁性复合微球

用原硅酸乙酯对Fe3O4纳米粒子进行表面改性得到Fe3O4/SiO2磁流体.在Fe3O4/SiO2磁流体存在下,以1,1-二苯基乙烯(DPE)为自由基聚合控制剂,利用乳液聚合法制备了Fe3O4/SiO2/P(AA-MMA-St)核-壳磁性复合微球.用红外光谱(FTIR)、振动样品磁强计(VSM)、透射电镜(TEM)、X光电子能谱(XPS)、热重分析(TGA)、示差扫描量热仪(DSC)对所制备的磁流体、磁性高分子复合微球的结构、形态、性能进行了表征.研究发现,原硅酸乙酯水解后能在Fe3O4表面形成硅膜保护层从而避免Fe3O4的酸蚀,使Fe3O4/SiO2/P(AA-MMA-St)复合微球的比饱和磁化强度比同样条件下制备的Fe3O4/P(AA-MMA-St)微球提高了28%;DPE能有效控制自由基在Fe3O4/SiO2磁流体表面均匀地引发单体聚合,得到平均粒径为422 nm,无机粒子含量为40%,比饱和磁化强度为34.850 emu/g,表面羧基含量为0.176 mmol/g的磁性复合微球.     

GO/Fe3O4/有机胺复合材料的制备及对结晶紫染料的吸附性能

用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,用乙二胺、乙二胺与丁二胺/己二胺混溶来改性氧化石墨烯。用水热法制备了Fe3O4,并用物理混合法制备了GO/Fe3O4/有机胺的三元复合体系。用透射电镜、扫描电镜、红外光谱、热重分析、X射线衍射、VSM和XPS等对所制得的样品进行了结构表征和性能测试,研究了三元复合粒子对结晶紫染料的吸附性能及影响结晶紫染料吸附效果的因素。结果表明:所制备的Fe3O4的平均粒径约为200 nm,粒径分布均匀;复合物中GO为典型的片状结构,GO及有机胺的掺杂没有影响Fe3O4的尖晶石结构;复合物为超顺磁性,Ms为53.0 emu·g~(-1)。吸附结果表明:石墨烯/Fe3O4/有机胺的三元复合材料对结晶紫染料的最大吸附量随浓度增大而增大,而吸附结晶紫染料的移除率却随结晶紫染料浓度增大而减小,并趋向一定值;乙二胺和己二胺混溶比例为5∶1的GO/Fe3O4复合材料吸附性能最佳:结晶紫浓度为400 mg·L~(-1),最大吸附量为164.3 mg·L~(-1)。