Fe3O4@(SDS-HTlc)纳米复合物的制备及对甲基橙的吸附

采用离子交换法制备了具有核-壳结构的磁性十二烷基硫酸钠改性类水滑石Fe_3O_4@(SDSHTlc)纳米复合物,并利用透射电镜、粉末X-射线衍射、红外光谱、电感耦合等离子体发射光谱、元素分析等对其进行了表征。研究了Fe_3O_4@(SDS-HTlc)对甲基橙的吸附动力学和热力学。结果表明,Fe_3O_4@(SDSHTlc)对甲基橙有较好吸附效果,吸附动力学曲线符合准二级动力学方程;吸附等温线符合线性方程,吸附量随体系p H的增大和温度的升高均降低。在外部磁场下,30s内可从水溶液中分离出Fe_3O_4@(SDS-HTlc),这为去除水中疏水染料提供了简单的一步吸附处理方法。     

磁性纳米复合物的制备及对铜离子(Ⅱ)的传感检测

采用化学共沉淀法合成硅包覆的磁性纳米粒子Fe_3O_4@SiO_2,进一步通过六亚甲基二异氰酸酯将吡哆酰肼分子(Pyh)接枝到Fe_3O_4@SiO_2表面,制得功能化的磁性纳米复合物(Fe_3O_4@SiO_2-Pyh)。通过傅里叶变换红外光谱、透射电子显微镜、X射线衍射等技术手段对其结构、形貌和磁性能进行了表征。Fe_3O_4@SiO_2-Pyh粒子具有规则的核壳结构,粒径分布在50~55 nm,壳层厚度约为15 nm。Fe_3O_4@SiO_2-Pyh结构中含有酰腙类活性基团—CO—NH—N=CH—,能与Cu~(2+)形成稳定的配合物,在此基础上采用紫外可见吸收光谱特性建立了测定Cu~(2+)的分析方法,线性范围为3.4×10~(-7)~4.5×10~(-6)mol/L,检出限为1.03×10~(-7)mol/L。此外,利用Fe_3O_4@SiO_2-Pyh良好的磁响应,通过外部磁场能够有效地除去水中过量的铜离子,在环境领域具有潜在的应用价值。     

空心锌铬铁氧体/二氧化钛复合物的制备及去污性能

以葡萄糖溶液为原料,通过水热法制备了分散性良好的碳微球;以碳微球为模板,应用化学沉淀法和热处理技术除去碳核获得空心铬锌铁氧体;用钛酸四丁酯作为钛源,在空心铁氧体表面包覆二氧化钛制备了锌铬铁氧体/二氧化钛二元复合物.采用现代分析技术表征了制备样品的微观结构、形貌和电磁性能,并对其吸附和降解染料废水的性能进行了研究.结果表明,Zn Cr_(0.25)Fe_(1.75)O_4对染料废水具有较好的去污效果,对甲基橙和罗丹明B的去污效率分别为87%和83%;TiO_2对铁氧体的包覆能提高复合物对染料废水的光催化降解性能,其中m_(T/ZCF)=0.3的ZnCr_(0.25)Fe_(1.75)O_4/TiO_2复合物的去污效果最佳,几乎与纯二氧化钛相仿.     

磁性镁铝类水滑石的制备及其对甲基橙的吸附研究

采用液相非稳态共沉淀法制备了磁性镁铝类水滑石(Fe_3O_4@HTlc),通过透射电子显微镜、粉末X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、振动样品磁强计、比表面分析仪、微电泳仪等对样品的形貌和结构进行了表征,并比较了Fe_3O_4@HTlc和HTlc对甲基橙的吸附性能。结果表明,Fe_3O_4@HTlc为顺磁性的具有核-壳结构和较大比表面积并带有正电荷的近球状颗粒。甲基橙在Fe_3O_4@HTlc和HTlc上的吸附动力学曲线均符合准一级动力学方程,吸附等温线均符合Langmuir吸附等温式;298K时Fe_3O_4@HTlc和HTlc对甲基橙的饱和吸附量分别为138.89和147.06mg/g,且Fe_3O_4@HTlc对甲基橙有较强吸附推动力和较短的吸附平衡时间。二者对甲基橙的吸附量均随温度的升高和pH(5~11)的增加而降低。     

一锅共缩聚法制备氨基改性Fe3O4@SiO2及其Cr(Ⅵ)吸附性能增强

采用一锅共缩聚法制备了不同N原子个数的硅烷偶联剂改性并且SiO_2包覆的球形磁性Fe_3O_4@SiO_2-x N(x=1,2,3)复合吸附剂,其中1N、2N、3N分别代表γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷。采用XRD、SEM、N2吸附-脱附、元素分析、FT-IR和ζ电位等手段对典型样品的物理化学性质进行了对比表征。结果表明,改性后的复合材料均具有良好的球形形貌和较高的等电点,其含N量呈现出Fe_3O_4@SiO_2-1NFe_3O_4@SiO_2-2NFe_3O_4@SiO_2-3N的趋势。对Cr(Ⅵ)的静态吸附实验表明,其最大吸附量随着N含量的增加而降低,即Fe_3O_4@SiO_2-1N(79.74 mg·g~(-1))Fe_3O_4@SiO_2-2N(63.05 mg·g~(-1))Fe_3O_4@SiO_2-3N(55.37 mg·g~(-1)),并对其呈现这种趋势的机理进行了分析。对模拟废水的吸附实验表明,样品Fe_3O_4@SiO_2-1N可以同时吸附废水中的多种重金属离子,并且可以在30 s内实现磁性分离。     

氨基化修饰介孔Fe3O4@SiO2@mSiO2磁性核壳复合微球的可控制备及吸附性能

以水热法制备的高磁饱和强度Fe_3O_4纳米颗粒为核,正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,采用改进的St觟ber法,制备介孔SiO_2包覆Fe_3O_4磁性核壳复合微球。利用XRD、SEM、TEM、N2吸附-脱附、FTIR和VSM对制备样品的物相结构、形貌和磁性能进行了测试表征。研究结果表明,制备的复合材料呈球形,粒径分布均一,材料的比表面积和磁饱和强度分别为413 m2·g-1和68.93emu·g-1。研究了TEOS的添加量对复合微球形貌的影响,随着TEOS添加量的增加,SiO_2壳层增厚,复合粒子形貌均匀,饱和磁化强度有所下降,仍具有良好的超顺磁性。在此基础上,通过接枝法在复合微球的表面接枝-NH2,制备了一种新型磁性纳米吸附剂(Fe_3O_4@SiO_2@m SiO_2-NH2),进而研究了其对水中重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附性能。通过动力学拟合,Fe_3O_4@SiO_2@m SiO_2-NH2对Cr(Ⅵ)的吸附过程是准二级动力学模型占主导地位,探究了该材料对Cr(Ⅵ)的吸附过程和吸附机理。结果表明,其吸附机理及吸附容量与Cr(Ⅵ)的离子形态及-NH2有关,并通过吸附剂与吸附质之间的电子共用或静电吸附实现。     

硫酸化糖修饰Fe_3O_4@SiO_2纳米粒子诱导肿瘤细胞凋亡研究

首先制备了具有磁性的Fe_3O_4@SiO_2纳米粒子,然后通过"Click"化学反应在粒子表面修饰选择性保护的N-乙酰氨基葡萄糖,再对糖硫酸化,得到一系列具有核/壳结构、表面具有不同硫酸基图案的糖功能化的Fe_3O_4@SiO_2纳米粒子.采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和透射电子显微镜(TEM)等对Fe_3O_4@SiO_2纳米粒子修饰前后的成分和形貌进行了分析,并从细胞水平初步研究了硫酸化糖修饰的Fe_3O_4@SiO_2纳米粒子诱导肿瘤细胞凋亡及对蛋白质信号的影响.结果表明,所制备的Fe_3O_4@SiO_2纳米粒子尺寸均一,分散性良好,经硫酸化糖修饰后,平均粒径由110～130 nm增加至160～180 nm.经硫酸化糖修饰后的纳米粒子能够有效进入肿瘤细胞,调节Bcl-2/Bax通路的蛋白表达水平,进而诱导细胞凋亡并呈现浓度依赖关系,但不会影响正常细胞.这一活性的差异与纳米粒子表面糖的硫酸基图案有关.     

Fe_3O_4/SiO_2-NH_2磁性介孔纳米粒子的制备及其对酸性品红的吸附

采用共沉淀法,合成了由两亲性嵌段共聚物聚(苯乙烯)-b-聚(甲基丙烯酸聚乙二醇酯)(PSt-bPMAPEG)修饰的Fe_3O_4-聚合物复合纳米粒子。以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷(AAPTS)为功能化试剂,制备了氨基功能化介孔材料Fe_3O_4/SiO_2-NH2。采用X射线衍射(XRD),傅里叶变换红外光谱(FT-IR),透射电子显微镜(TEM),N_2吸附/脱附等手段对Fe_3O_4/SiO_2-NH2进行了表征。结果表明,成功制备粒径约为50nm,孔径分别为3.3nm和42.9nm的Fe_3O_4/SiO_2介孔粒子。将磁性材料对水中酸性品红进行吸附性能研究,探讨了Fe_3O_4/SiO_2-NH2对染料酸性品红的吸附效率。结果表明:Fe_3O_4/SiO_2-NH2的用量为10mg,吸附时间为3.5min,溶液起始浓度为0.25mmol·L-1时吸附率达93.32%。     

分子印迹磁性固相萃取/液相色谱法检测奶制品中的双酚A

以双酚A(BPA)为模板分子,磁性二氧化硅(Fe_3O_4@SiO_2)为载体,4-乙烯基吡啶(4-VP)为功能单体,采用表面分子印迹技术制备了双酚A磁性分子印迹聚合物微球(Fe_3O_4@SiO_2-MIPs)。通过红外光谱、透射电镜等对Fe_3O_4@SiO_2-MIPs进行了结构和形貌的表征。将制得的Fe_3O_4@SiO_2-MIPs作为磁性吸附剂,分离富集奶制品中的BPA,建立了分子印迹磁性固相萃取/液相色谱法测定奶制品中BPA的新方法。结果表明,在优化条件下,Fe_3O_4@SiO_2-MIPs对BPA具有良好的选择性,最大吸附容量达13.50 mg/g,在0.05~5.0 mmol/L浓度范围内有良好的线性关系(r2=0.993 4),方法检出限为0.037μg/L,样品加标回收率为86.2%~93.1%,相对标准偏差为2.9%~3.8%。该方法高效快速,选择性好,可用于牛奶样品中痕量BPA的检测。     

P(St-co-MMA)微球表面包覆磁性氧化石墨烯的制备与表征

以单分散的苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(P(St-co-MMA))微球为载体,FeSO_4·7H_2O和FeCl_3·6H_2O为铁源,NaOH为沉淀剂,在氧化石墨烯(GO)存在下,利用反相共沉淀法通过原位复合技术在P(St-co-MMA)微球表面包覆磁性氧化石墨烯(P(St-co-MMA)/Fe_3O_4/GO)。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)和氮吸附-脱附等温线对P(St-co-MMA)/Fe_3O_4/GO样品的结构和性能进行表征分析。研究结果表明:纳米级的磁性氧化石墨烯成功地负载在了微米级的共聚物P(St-co-MMA)表面,所制备的P(St-co-MMA)/Fe_3O_4/GO微纳米复合物平均孔径为14.55nm,孔体积为0.204 2cm~3/g,比表面积为56.14m~2/g。该复合物具有超顺磁性和良好的磁响应性,能够满足磁分离的要求。     

Fe3O4/GO/PPy复合材料的制备及其对2-硝基-1,3-苯二酚的吸附性能

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,用水热法首次制备了Fe_3O_4/GO/PPy(聚吡咯)三元复合粒子用于处理含2-硝基-1,3-苯二酚(NRC)的废水,研究了其对水中NRC的吸附性能。采用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计及ζ电位等对所制备复合粒子的结构进行了表征;研究了溶液pH值、吸附剂用量、NRC的初始浓度、吸附时间和温度对吸附NRC的吸附性能的影响,并对吸附过程进行了吸附动力学模拟。结果表明:制备的Fe_3O_4/GO/PPy复合材料为层状分散结构,PPy及Fe_3O_4颗粒无规则地镶嵌在石墨烯片层之间。Fe_3O_4颗粒为多面体晶体结构,尺寸为100～300 nm。Fe_3O_4/GO/PPy具有超顺磁性,40 s可以磁分离,NRC移除率达91.6%;在NRC浓度为200 mg·L~(-1)、pH=5±0.05、温度T=318 K、吸附剂用量10 mg·L~(-1)和吸附时间6 h的条件下Fe_3O_4/GO/PPy对NRC的吸附量最大,达到163.3mg·g~(-1)。NRC吸附动力学符合二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型。循环使用5次后,NRC的移除率由最初的91.6%下降至77.6%,说明Fe_3O_4/GO/Ppy磁性复合物的结构具有较好的稳定性,且可以再重复利用。     

磁性UiO-66复合材料的合成及其对水体中硝基酚有机分子的吸附性能

以溶剂热法制备了Fe_3O_4@SiO_2-PSS@UiO-66结构的磁性多孔复合材料,并利用XRD,TEM,SEM,IR,TG,VSM和N2吸附-脱附对样品的结构和形貌进行测试表征。研究结果表明:磁性UiO-66复合材料是以球型Fe_3O_4为核,MOF为壳的核-壳结构,其表面的MOF层由多个立方多晶堆积组装而成,且具有良好的超顺磁性。进一步研究了Fe_3O_4@SiO_2-PSS@UiO-66对2-硝基-1,3-苯二酚的吸附性能。探讨了吸附时间,吸附量和2-硝基-1,3-苯二酚初始浓度在吸附过程中的影响,结果表明:当吸附时间为12h,吸附剂的用量为5 mg,2-硝基-1,3-苯二酚浓度为400 mg·L~(-1)时,最大吸附量为161.36 mg·g~(-1)。另外,磁性UiO-66复合材料对2-硝基-1,3-苯二酚高的吸附性能可能是由于UiO-66与2-硝基-1,3-苯二酚之间的静电作用以及二者之间苯环的π-π作用。     

部分还原氧化石墨烯-Fe_3O_4对水中Mn(Ⅱ)的快速去除

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),继而用一步共沉淀法制备了部分还原氧化石墨烯-四氧化三铁复合物(PRGO-Fe_3O_4).采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线能量色散光谱(EDX)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、选区电子衍射(SAED)及傅里叶变换红外光谱(FTIR)等技术对其进行了分析表征;考察了p H值、接触时间、吸附材料用量、共存物质、GO的还原、循环使用次数等因素对Mn(Ⅱ)吸附行为的影响.结果表明,PRGO-Fe_3O_4中Fe_3O_4颗粒分布均匀,大小为15~20 nm,剩磁和矫顽力均很小.因Fe_3O_4颗粒的锚定作用,石墨烯片层很薄,使PRGO-Fe_3O_4对Mn(Ⅱ)表现出高效的吸附性能和良好的循环使用性能:当p H=7、PRGO-Fe_3O_4用量为500 mg/g时,对201.3211 mg/L的Mn(Ⅱ)溶液仅3 min即达吸附平衡,吸附率和吸附量分别为99.35%和404.49 mg/g,磁分离仅需10 s,经5次循环吸附后,容量保持率为首次的78%.机理与热力学研究结果表明,吸附为吸热、自发的单层化学吸附.     

磁性氧化石墨烯/聚苯胺纳米复合材料的制备 及再生循环吸附性研究

由氧化法和原位合成法成功制备了磁性氧化石墨烯/聚苯胺(Fe_3O_(4 )/GO/PANI,MPGO)纳米复合材料,使用X射线衍射、热重分析、红外光谱、VSM、BET等对所得材料进行了结构表征和性能测试,研究了复合材料对甲基橙染料的吸附性能。结果表明:pH为4时,MPGO吸附量最大,为198 mg·g~(-1);450 min达到吸附平衡,吸附量为211.08 mg·g~(-1)。MPGO对甲基橙的吸附行为符合Langmuir等温模型和准二级动力学模型;经过7次再生循环后,MPGO对甲基橙的吸附量保持为初始吸附量的72.2%,具有较好的重复利用性。     

乙草胺磁性分子印迹聚合物的制备及其应用

以γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)改性的Fe_3O_4纳米粒子为载体,以乙草胺(acetochlor)为模板分子,采用表面分子印迹技术制备乙草胺磁性分子印迹聚合物(Fe_3O_4@SiO_2@MIP)。通过红外光谱和扫描电镜对聚合物的结构和形貌进行表征;通过高效液相色谱(HPLC)检测技术考察磁性印迹聚合物的吸附性能。结果表明,该印迹聚合物对乙草胺具有良好的选择识别能力,其最大吸附量为86.61 mg·g~(-1),并将其作为固相萃取剂成功应用于稻田水中乙草胺的分离、富集。     

超顺磁Fe_3O_4@PDA核-壳结构纳米粒子的制备及表征

利用多元醇高温热解法和溶液氧化法制备超顺磁四氧化三铁聚多巴胺核-壳结构纳米粒子(Fe_3O_4@PDA)。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、动态光散射(DLS)、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)和热重分析(TG)等对Fe_3O_4@PDA的结构、形貌和组成进行表征。采用综合物性测试系统(PPMS)对样品的磁性能进行表征。结果表明:Fe_3O_4@PDA的尺寸可以通过氨水与多巴胺的物质的量之比和反应时间进行调控;当Fe_3O_4@PDA中Fe_3O_4的质量分数约为5%时,具有超顺磁性,磁饱和强度为3.8emu/g,比理论值高出36%。     

热分解法制备Fe_2O_3修饰的TiO_2纳米管阵列及其光电性能研究

为提高TiO_2纳米管阵列(TiO_2-NTs)的可见光活性,通过阳极氧化和热分解法制备了Fe_2O_3纳米粒子修饰的TiO_2纳米管阵列(Fe_2O_3/TiO_2-NTs)。通过扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光漫反射光谱(UV-vis DRS)等对产物进行了相关表征,同时测试了产物的光电性能及其光催化降解甲基橙的性能。结果显示,Fe_2O_3/TiO_2-NTs的光电流强度和光催化降解率分别是是TiO_2-NTs的19倍和8.7倍。     

Fe3O4@SiO2@mTiO2介孔多功能纳米复合颗粒的制备及载药能力

以溶剂热法制备氨基功能化的Fe_3O_4纳米颗粒为磁核,结合溶胶-凝胶法和模板法在其表面先后包覆上致密的SiO_2层和介孔TiO_2层,制备了磁性-发光-微波热转换性-介孔结构为一体的多功能核-壳结构纳米复合颗粒,并对其结构、性能及载药能力进行了研究。XRD分析表明:Fe_3O_4表面包覆上了无定形结构的SiO_2和TiO_2。TEM照片表明:所得的纳米复合颗粒具有明显的核壳结构和完美的球形,构成核的Fe_3O_4颗粒的尺寸在40~50 nm之间,Fe_3O_4@SiO_2@mTiO_2核壳结构纳米复合颗粒的尺寸为60~70 nm,壳层厚度约10 nm,并可观察到壳层中清晰的孔状结构。磁性、荧光光谱和微波热转换特性分析表明:该复合颗粒同时具有良好的发光性、磁性和微波热转换特性。N_2气吸附及药物负载率分析表明,该复合颗粒具有较高的比表面积(640 m~2·g~(-1))和介孔结构(孔径约2.8 nm)并且具有较高的药物负载率。     

分级花状氧化铁微球的水热合成及吸附性能研究

以六次甲基四胺、硫酸亚铁、柠檬酸钠为原料,采用水热合成方法制备了三氧化二铁(Fe_2O_3)粉体。以铅离子为水体中的模拟污染物,研究了Fe_2O_3对水体中重金属离子的吸附性能,结果表明,当柠檬酸钠的浓度为0.004 mol/L、水热温度为100℃和水热时间为8 h时,所制备的Fe_2O_3的吸附性能最好,其对铅离子的吸附容量为426.09 mg/g。X射线衍射(XRD)图片和扫描电子显微镜(SEM)照片显示所制备的粉体为低结晶度的分级花状Fe_2O_3微球。     

热分解法制备Fe2O3修饰的TiO2纳米管阵列及其光电性能研究

为提高TiO_2纳米管阵列(TiO_2-NTs)的可见光活性,通过阳极氧化和热分解法制备了Fe_2O_3纳米粒子修饰的TiO_2纳米管阵列(Fe_2O_3/TiO_2-NTs)。通过扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光漫反射光谱(UV-vis DRS)等对产物进行了相关表征,同时测试了产物的光电性能及其光催化降解甲基橙的性能。结果显示,Fe_2O_3/TiO_2-NTs的光电流强度和光催化降解率分别是是TiO_2-NTs的19倍和8.7倍。