巯基功能化纳米Fe_3O_4-高分子磁性复合材料的合成及其对水中亚甲基蓝的吸附作用

编号：NMJS04158

篇名：巯基功能化纳米Fe_3O_4-高分子磁性复合材料的合成及其对水中亚甲基蓝的吸附作用

作者：陈君良； 姚屠鹏； 朱宏亮； 潘胜东； 沈昊宇；

关键词：纳米Fe3O4； 高分子磁性复合材料； 亚甲基蓝； 饱和吸附量； 磁核；

机构： 复合材料学报

摘要： 采用悬浮聚合法制备了巯基功能化纳米Fe3O4-高分子磁性复合材料(SH-nFe3O4-polymer)。通过TGA、EA、AAS、XRD、FTIR、TEM、VSM等手段对合成的SH-nFe3O4-polymer进行了组成、结构、形貌、磁性等表征,并研究了其吸附和去除水中亚甲基蓝(MB)染料的性能。结果表明:合成的SH-nFe3O4-polymer平均粒径为250～300nm,饱和磁化强度为5.88emu/g;SH-nFe3O4-polymer对MB的等温吸附线符合Langmuir模型,饱和吸附量为476.2mg/g,高于四乙烯五胺功能化纳米Fe3O4-高分子磁性复合材料(TEPA-nFe3O4-polymer,30.6mg/g)和不含磁核的巯基功能高分子材料(SH-polymer,74.6mg/g)。吸附热力学研究表明,SH-nFe3O4-polymer对MB的吸附过程是自发的吸热熵增过程;吸附动力学研究表明,吸附过程可在10min内达到平衡,符合准二级动力学模型;其吸附过程的活化能为9.53kJ/mol。SH-nFe3O4-polymer能有效去除水中的MB,其对MB的吸附机理涉及静电相互作用、π-π相互作用和疏水相互作用;磁核的存在可以形成微电场,有利于加速吸附过程的传质,确保吸附过程快速有效地进行。