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《武汉理工大学》 2007年
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氮杂环修饰的PGMA/纳米Fe_3O_4磁性螯合树脂的制备及吸附性能研究

许俊鸿  
【摘要】: 磁性高分子多是以磁体(包括Fe_3O_4,γ-Fe_2O_3,NiO等)为核,高分子化合物或聚合物为壳的一种新型功能材料。外层的高分子或聚合物可携带多种反应性功能基(如—OH,—COOH,—NH_2,—CHO等),既可以直接结合生物酶、细胞、抗体、药物、金属离子及有机物等,也可以经过化学修饰后再结合,以满足不同的需要;内部有磁性物质存在,在外磁场作用下可有效地富集、分离,因而在生物医学(生物酶的固载、细胞和蛋白质分离、靶向给药、磁共振成像等)、环保(废水中微量有毒物的浓缩检测等)、生物工程、材料学等领域有广阔的应用前景。近二十年来磁性高分子微球一直是人们的研究热点之一。 本论文主要研究内容和结论概括如下几个方面: (1)纳米四氧化三铁的制备及表面改性: 采用一种改进的化学共沉淀法制备出油酸包裹的纳米四氧化三铁。用X—射线衍射,纳米粒度测定仪、振动样品磁强计、傅立叶变换红外光谱对四氧化三铁纳米粒子的性能进行表征。X—射线衍射结果显示纳米粒子具有比较完整的晶体结构,计算得到磁性Fe_3O_4的晶粒具有纳米尺寸,平均粒径为28 nm;纳米粒度仪测定结果显示纳米四氧化三铁粒子在甲苯中的团聚体尺寸大小为835nm,多分散系数为0.398;磁性能测定显示纳米四氧化三铁的比饱和磁化强度为44.6emu/g,剩磁和矫顽力均为零,具有超顺磁性;红外光谱表明了油酸包裹四氧化三铁的结构。 (2)甲基丙烯酸甘油酯的分散聚合、化学修饰及性能研究: 采用分散聚合法制备单分散聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA),用咪唑,3氨基-1,2,4-三氮唑,5-氨基-1,2,3,4四氮唑,α-氨基噻唑和聚乙烯亚胺对其进行化学修饰引入功能基,并对其粒径/表面形态,结构进行表征。红外光谱证实了PGMA的结构及功能基的存在,扫描电镜显示聚合物的平均粒径在5μ左右左右。 (3)磁性聚甲基丙烯酸甘油酯的制备、化学修饰及性能研究: 此研究的目的是合成磁含量较高且含有一定功能基的螯合树脂以用来回收金属和废水处理。采用分散聚合法制备磁性高分子微球并功能化合成磁性螯合树脂,并对产物的结构,粒径、磁性能进行了表征。傅立叶变换红外光谱证实了聚合物的结构、功能基和磁体的存在;扫描电镜显示,所制备的磁性螯合树脂的粒径在4~8μ左右;透射电镜证实高分子聚合物很好地包覆在纳米Fe_3O_4磁性团聚体上。产物中的磁体含量在30%以上,比饱和磁化强度在4.54emu/g以上,剩磁为零,具有超顺磁性。 (4)吸附性能研究: 采用静态吸附法,用合成的几种不同功能基含量的磁性螯合树脂对几种常见金属离子(Hg~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)、pb~(2+)、Zn~(2+)、Mg~(2+)、Co~(2+))的静态吸附容量(24h)进行了考察,并且和相应的非磁性螯合树脂的吸附容量进行了比较。静态吸附测试结果显示,几种磁性螯合树脂对Cu~(2+)均有较好的吸附,对其他金属离子的吸附则因树脂功能基不同而各有差异。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TB332

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
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【共引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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