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本文制备了三种有机功能化的Fe3O4@SiO2磁性纳米复合材料,并且将这三种磁性纳米复合材料用于吸附亚甲基蓝(MB)。采用了高分辨率透射电镜(HR-TEM)、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FTIR)、振动样品磁强计(VSM)和热重-差示扫描量热分析(TG-DSC)等表征手段对样品进行了表征。动力学研究表明MB在这些纳米粒子上的吸附符合准二级动力学,等温线研究表明这些磁性纳米粒子对MB的吸附符合Frenudlich等温线模型。此外,本文还探究了这三种磁性复合材料的再生性能及相关吸附过程的机理。主要研究内容如下:(1)制备了刚果红功能化的Fe3O4@SiO2纳米复合材料(Fe304@SiO2-CR),用于水溶液中MB的吸附研究。磁学性质研究表明Fe3O4@Si02-CR磁性复合材料无剩磁和矫顽力,并且具有较高的饱和磁化强度(55.8 emu/g)。此外,研究结果表明在高的pH值条件下有利于吸附,并且吸附平衡时间为10分钟。Fe3O4@SiO2-CR纳米复合材料对MB在室温下的最大吸附量为31.44 mg/g。在经过四次循环实验后,Fe3O4@SiO2-CR纳米复合材料对MB的去除率仍高于55%,表明Fe3O4@SiO2-CR纳米复合材料的再生性能良好。此外,我们还探讨了可能的吸附机理,结果表明主要的吸附机理为静电相互作用。(2)以乙二胺功能化的磁性Fe3O4@SiO2粒子(Fe3O4@SiO2-EDA)作为反应物,在其表面引入马来酸,制备出了树枝状羧基功能化的Fe3O4@SiO2纳米复合材料(Fe3O4@SiO2-EDA-COOH),其饱和磁强度为58.7 emu/g,有利于实现快速磁分离。热重分析表明该磁性纳米粒子的热稳定性很好,在800℃仍然没有明显的热分解。Fe3O4@SiO2-EDA-COOH纳米复合材料对MB在室温下的最大吸附量为43.15 mg/g。在经过五次循环实验后,Fe3O4@SiO2-EDA-COOH纳米复合材料对MB的去除率仍有68%,表明磁性纳米材料的再生性能良好。吸附机理分析结果表明主要的吸附机理为分子间的静电相互作用。(3)以氯丙基功能化的Fe3O4@SiO2磁性纳米材料(Fe3O4@SiO2-Cl)为反应物制备了 5-氨基间苯二甲酸功能化的磁性纳米复合材料(Fe3O4@SiO2-APTA),且其饱和磁强度为45.8 emu/g,表明能够快速磁性分离。Fe3O4@SiO2-APTA纳米复合材料对MB在室温下的最大吸附量为46.24 mg/g。在经过五次循环实验后,Fe3O4@SiO2-APTA纳米复合材料对MB的去除率仍有70%,表明Fe3O4@SiO2-APTA纳米复合材料具有良好的再生性能。此外,吸附机理研究表明主要的吸附机理为静电相互作用。