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·624· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

2.2 磁性超疏水海绵的表征 别是酰胺基、脲基、醚基中的 C==O 键的伸缩振动
–1
2.2.1 SEM 分析 峰，1533 cm 处是 C—N 伸缩与 N—H 弯曲的吸收
[9]
–1
由图 2 可见，原始海绵表面骨架光滑（图 2a、 峰 。对于硬脂酸海绵，1703 和 1463 cm 处的强吸
b）。而改性后的海绵表面骨架均匀分布着一定粗糙 收峰分别是由于 C==O 键的伸缩振动和—CH 2 —键
–1
度的微纳米分级结构（图 2c、d）。正是因为这种独 的对称弯曲引起的 [10] 。对于改性后海绵，553 cm 处
–1
特的微观结构使得改性后的海绵表现出优异的超疏 是 Fe—O 键的伸缩振动峰，2914、2848、1463 cm 处
水性能。 出现的峰分别是由于—CH 2 —键的对称伸缩振动、
非对称伸缩振动和对称弯曲振动引起的 [11] 。通过红
外谱图分析发现，Fe 3 O 4 和硬脂酸改性后的海绵没有
出现新的化学键，Fe 3 O 4 和硬脂酸作用在海绵表面的
作用是范德华力。

图 2 原始海绵（a、b）和改性后海绵（c、d）的 SEM 图
Fig. 2 SEM images of the pristine sponge (a, b) and the
as-prepared sponge (c, d)

2.2.2 XRD 分析 图 4 Fe 3 O 4 、原始海绵、改性后海绵、硬脂酸的 FTIR 图
由图 3 可见，超疏水海绵和纳米 Fe 3 O 4 具有位 Fig. 4 FTIR spectra of the Fe 3 O 4 , pristine sponge, as-prepared
sponge and stearic acid
置相同的特征峰，这表明纳米 Fe 3 O 4 成功地修饰于
海绵的骨架表面，使得海绵具有磁性。改性后海绵
2.2.4 TG 分析
的 XRD 图像显示，在 2θ=21左右出现明显的峰形，
采用热重分析法研究改性前后海绵的热稳定性
为硬脂酸（JCPDS 卡号 No.38-1923）晶体平面衍射
变化，原始和改性后的海绵热失重曲线如图 5 所示。
特征峰。 改性后海绵，从 180 ℃开始残余量有轻微的下降，

这主要是由于改性后海绵表面硬脂酸的热分解。在
350~400 ℃，改性后海绵和原始海绵的残余量均发
生急剧下降，直至 425 ℃，原始海绵残余量为 11%，
而改性后海绵残余量为 26.5%，主要是由于改性后
海绵表面纳米 Fe 3 O 4 颗粒层对海绵有热保护作用，
从而增加了其热稳定性。

图 3 Fe 3 O 4 、Fe 3 O 4 /海绵、改性后海绵的 XRD 图
Fig. 3 XRD patterns of the Fe 3 O 4 nanoparticles, Fe 3 O 4 sponge
and as-prepared sponge

2.2.3 FTIR 分析
Fe 3 O 4 、原始海绵、改性后海绵、硬脂酸的红外
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光谱图如图 4 所示。对于原始海绵，3290 cm 处是
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N—H 键的伸缩振动峰，2971 cm 处是—CH 3 —和—

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CH 2 —的 C—H 键伸缩振动峰，2275 cm 处是—NCO 图 5 原始海绵和改性后海绵的 TG 曲线
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键的不对称伸缩振动峰，1721、1643、1098 cm 处分 Fig. 5 TG curves of the pristine sponge and as-prepared sponge