巯基修饰的壳式磁性二氧化硅材料的制备及对重金属的去除.pdfVIP

摘 要 重金属对人体具有明显的伤害作用，人体内重金属过量会导致各种疾病的发生。 因此，对重金属的去除，成为国内外研究的重要课题。Fe3O4 因兼有磁性和超细粒子 的特征而在许多领域获得了广泛的应用。本文在Fe O 纳米粒的表面包覆一层 SiO ， 3 4 2 形成一种核壳式磁性二氧化硅材料（MS ），在其表面上引进巯基而成为一种新型巯基 修饰的二氧化硅载体（MMS ），将其应用于重金属离子的吸附并对它的结构、性质、 以及应用方面进行一些研究。研究结果如下： 1 ．采用 γ-巯丙基三甲氧基硅烷(γ-TMMPS) 作为硅烷偶联剂改性 MS ，得到了 MMS ，并用红外光谱、原子力显微镜（AFM ）进行了表征。采用粒度分析仪测定MS 和MMS 在水中的粒径分布情况，粒径分别为240±90nm，370±150nm。振动样品磁力 计（VSM ）测定的结果表明，修饰巯基后载体的饱和磁化强度(Ms)下降，但它们具有 超顺磁性。 2 ．将MMS 应用于对铅离子的吸附，结果发现：反应8h 后吸附基本达平衡；溶 液pH 值对吸附效果有很大影响，pH ＝7 时吸附效果最佳；随着溶液浓度的增加，载 体的吸附量也不断增加，符合 Langmuir 等温吸附特征；在较低浓度的铅离子溶液 （14µg/mL）中，30 mg MMS 吸附了96.25%的铅离子。修饰巯基后，MMS 吸附能力 为MS 的两倍多。将吸附过铅离子以后的载体用5%的HNO3 浸泡后，可以重复利用， 但吸附能力有所下降。MMS 对汞离子具有很强的吸附能力，与吸附铅离子相比，同 样量的MMS 几乎能将汞离子全部吸附。将分别吸附过较高浓度汞离子和铅离子后的 MMS 用X 射线荧光探针（XRF ）检测到，MMS 对Pb2+ 的饱和吸附量为 18.46mg/g ， 对Hg2+ 的饱和吸附量 25.8mg/g 。 关键词：磁性纳米材料，核壳式磁性二氧化硅材料，重金属离子去除，巯基修饰 I Abstract Heavy metal have obvious harm to human.Excessive heavy metal in human bodies cause many kinds of diseases.Therefore, it is very hot to do research on removal of heavy metal in and out of China. Fe O nanoparticle is widely used in many fields because of its 3 4 magnetism and super small size.In this article, we cover it onto the surface with SiO and 2 form a core-shell magnetic silica (MS).Then we modify MS with –SH to form a novel adsorbent support MMS. It’s applied to adsorb heavy metal, and its structure、property and application were investigated as follows: 1. Coupling agent TMMPS was used to modify MS