基于靜電紡技術(shù)的磁性復(fù)合納米材料的制備及其在廢水處理中的應(yīng)用.pdf

1、Fe3O4磁性納米粒子作為磁性納米材料中的一種，因其自身的超順磁性、尺寸小以及類過氧化物酶催化性備受研究者青睞。由各種方法制備的磁性復(fù)合材料，在生物醫(yī)藥、環(huán)境監(jiān)測(cè)及治理等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　 目前，制備Fe3O4磁性復(fù)合納米材料的方法主要有乳液聚合法、原位化學(xué)合成法、共混包埋法等。這些方法大都耗時(shí)較長(zhǎng)、工藝繁瑣、制備過程對(duì)環(huán)境污染較大，因此尋求一種簡(jiǎn)便、快速、能耗少的制備方法顯得尤為必要。作為一種能快速制備連續(xù)納米纖

2、維的技術(shù)，靜電紡絲技術(shù)被廣泛用于制備各種納米纖維。
　　 本論文在前人的基礎(chǔ)上，借助靜電紡絲技術(shù)，制備了一種具有催化性能的Fe3O4/PAN復(fù)合納米纖維膜，和具有自組裝功能的Fe3O4/CS(殼聚糖)/PVP復(fù)合納米纖維膜，該復(fù)合膜能夠自組裝形成Fe3O4/CS復(fù)合納米粒子。并分別對(duì)復(fù)合納米纖維膜和復(fù)合納米粒子在廢水處理中的相關(guān)應(yīng)用做了較詳細(xì)的研究。本論文內(nèi)容主要包括:
　　 (1)采用靜電紡絲技術(shù)制備出功能型的Fe3O

3、4/PAN復(fù)合納米纖維膜。并采用SEM、FT-IR、XRD、VSM等技術(shù)對(duì)纖維膜的表面形態(tài)、物象組成、磁學(xué)性能等進(jìn)行表征。結(jié)果表明纖維膜表面光滑、纖維粗細(xì)分布均一，F(xiàn)e3O4納米粒子以晶態(tài)分布在纖維中，纖維膜具有較好的超順磁性。
　　 (2)以亞甲藍(lán)溶液為模擬廢水，研究了Fe3O4/PAN復(fù)合納米纖維對(duì)亞甲藍(lán)的降解效果。探討了Fe3O4/PAN復(fù)合納米纖維對(duì)亞甲藍(lán)的最佳降解條件。并在最佳條件下對(duì)該復(fù)合納米纖維膜的循環(huán)使用能力做了

4、評(píng)估。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在pH=6.0、Fe3O4含量為10％、纖維膜投入量為100mg、H2O2濃度為15％、溫度為70℃、反應(yīng)時(shí)間為300min時(shí)，亞甲藍(lán)的降解量最大。而且該復(fù)合納米纖維具有良好的循環(huán)使用性能。
　　 (3)采用同軸靜電紡絲技術(shù)首次成功制備出Fe3O4/CS/PVP復(fù)合納米纖維膜。該復(fù)合納米纖維膜能夠自組裝形成Fe3O4/CS復(fù)合納米粒子。并采用TEM、FT-IR、XRD和VSM等技術(shù)對(duì)復(fù)合納米粒子的形貌、物象組

5、成、磁性能等進(jìn)行表征。結(jié)果表明復(fù)合納米粒子平均粒徑為40nm左右，表面含有豐富的活性基團(tuán)，具有較好的超順磁性。
　　 (4)以含銅離子溶液為模擬廢水，研究了Fe3O4/CS復(fù)合納米粒子對(duì)銅離子的吸附性能。探討了Fe3O4/CS復(fù)合納米粒子對(duì)銅離子的最佳吸附條件。并在最佳工藝條件下探討了該吸附劑的循環(huán)使用能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在pH=6.0、復(fù)合粒子投入量為100mg、初始銅離子濃度為200mg/L、反應(yīng)時(shí)間為300min時(shí)，銅離子