阳离子聚合物改性蒙脱石吸附多羟基富勒烯的研究

来源 :2016年全国矿物科学与工程学术研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:silawangyue
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富勒烯及其衍生物作为一类重要的碳纳米材料,在多个领域(如环境修复、生物医药和材料科学等)具有潜在应用.随着富勒烯基碳纳米材料的扩大生产及应用,它们将不可避免地进入环境中.因此,它们对人体健康和自然环境的影响需要引起高度关注.虽然富勒烯具有高度疏水性,但是水溶性富勒烯(如水溶性富勒烯聚集体和多羟基富勒烯(PHF))能够通过多种方法(超声、溶剂交换等)方便地制备.水溶性拓展了其应用范围,但同时也可能增加其对人体健康和环境的危害.实际上,水溶性富勒烯对细菌和人体细胞的生物毒性已被一些研究证实.因此,关于水体中水溶性富勒烯高效去除的前瞻性研究不仅有利于控制其潜在风险,而且对于可持续碳纳米产业具有重要意义.其中,PHF作为富勒烯在环境中的主要产物,其污染控制尤其需要被重视. 本研究选择典型阳离子聚合物聚乙烯亚胺(PEI)作为改性剂来修饰蒙脱石,考察未改性蒙脱石和PEI改性蒙脱石对PHF的吸附,并且探讨可能的吸附机制和吸附状态。 吸附实验结果表明,PEI改性蒙脱石在较广pH范围内均对PHF具有较好的吸附能力,这可能是静电引力和氢键吸附共同作用导致的(zeta电位和红外光谱结果)。PEI改性蒙脱石对PHF的吸附量随着PEI负载量的增加而增大,随溶液pH值的减小而增大。PHF在所有吸附剂上的吸附等温线数据均能较好符合Langmuir模型,在PEI改性蒙脱石上的最大吸附量为210 mg/g,远远高于未改性蒙脱石(15 mg/g)。此外,XRD和TEM结果显示吸附的PHF主要存在改性蒙脱石外表面。该工作表明,阳离子聚合物改性蒙脱石对PHF具有较好的亲和力,能够作为水体中PHF的潜在吸附剂。
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