磁性氧化石墨烯复合微球的制备及对染料吸附性能的研究

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氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)作为一种碳材料,因其大的比表面积和丰富的官能团,在改进材料的电、力、热学性能方面有着优异的性能,对其进一步的化学修饰得到的复合材料在生物靶向运输、物质分离、污水治理等领域的具有巨大的应用前景。超顺磁性纳米材料是在有外磁场存在时,自身会产生良好的磁响应性,当外界磁场撤销后其相互间的磁力作用也将不存在,因此,超顺磁性纳米材料可以很好地解决物质分离难、循环利用率低等问题,并已经在药物运输、核磁共振造影和污水处理等方面得到了深入研究。磁性纳米材料通过与高分子聚合物复合可得到既有优异的磁响应性,又具有良好的相容性以及表面可修饰性等优良特性的复合材料,成为了当前人们研究的又一热点。本文主要通过将GO、Fe3O4、P(NIPAM-co-AA)共聚微凝胶相结合制备合成了不同的复合材料。具体研究如下:(1)用TEOS和APTES对P(NIPAM-co-AA)共聚微凝胶进行修饰,得到氨基功能化的NH2-SiO2-P(NIPAM-co-AA)微球,将该微球活化后与氧化石墨烯反应合成GO-P(NIPAM-co-AA)复合微球。(2)采用溶胀法得到Fe3O4/P(NIPAM-co-AA)微球,并对磁性微球进行氨基功能化处理后,与氧化石墨烯经酰胺脱水缩合得到了 GO-Fe3O4/P(NIPAM-co-AA)磁性氧化石墨烯复合微球。(3)将 GO-P(NIPAM-co-AA)和 GO-Fe3O4/P(NIPAM-co-AA)复合材料分别对MB溶液进行吸附性能的研究。研究了复合材料在吸附时间,pH值以及氧化石墨烯在复合微球中的比重等方面对亚甲基蓝的吸附能力。采用场发射扫描电镜(FESEM)、震荡样品磁强计(VSM)、同步热分析仪(TG)、紫外-可见分光光度计(UV)、拉曼激光仪(Raman)等手段对复合吸附材料的结构、性能表征。结果表明:两种复合材料呈球形结构,形貌规整,分散均匀,平均粒径在35μm左右,表面覆盖了微米级的片状氧化石墨烯,排列错落有致,形成了类似花状的网络状孔隙。含氧化石墨烯量不等的复合吸附材料对MB溶液吸附能力也不同;在pH值不同的环境中,复合吸附材料对MB溶液的吸附强弱也不相同。
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