Page 77 - 《精细化工》2021年第9期

第 38 卷第 9 期 精 细 化 工 Vol.38, No.9
202 1 年 9 月 FINE CHEMICALS Sept. 2021

功能材料
希夫碱改性 Fe O 杂化材料的制备与表征
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曾湘楚，张光华 ，张万斌，解利荣，武 哲
（陕西科技大学 陕西省轻化工助剂重点实验室，陕西 西安 710021）

摘要：将制备的 Fe 3 O 4 @SiO 2 -NH 2 磁性杂化材料依次经过丙烯酸甲酯（MA）、乙二胺（EDA）和水杨醛（SA）
的接枝，得到希夫碱改性的 Fe 3 O 4 杂化材料（Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2 ），并通过 FTIR、XRD、SEM、TEM、VSM 对杂
化材料的结构进行表征。结果表明，Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2 材料核壳结构明显，饱和磁化强度为 45.9 emu/g。对水溶液
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中重金属离子的吸附实验结果表明，Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2 对 Hg 具有选择吸附性，pH=6、45 ℃条件下，饱和吸附量
可达到 362 mg/g（1.12 mmol/g），优于 Fe 3 O 4 @SiO 2 -NH 2 、均相体系制备的希夫碱改性的 Fe 3 O 4 @SiO 2 复合材料
（Fe 3 O 4 @SiO 2 -HO-S）等吸附剂，且在 5 次循环使用后吸附性能仍能保持 89%以上，吸附时间约 300 min 达到
吸附平衡，吸附等温线符合 Langmuir 等温吸附模型。
关键词：杂化材料；希夫碱；核壳结构；重金属离子；选择性吸附；功能材料
中图分类号：TQ424.3；X52；TB34 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 09-1791-08

Preparation and characterization of Schiff base modified Fe 3O 4 hybrid material

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ZENG Xiangchu, ZHANG Guanghua , ZHANG Wanbin, XIE Lirong, WU Zhe
（Shaanxi Key Laboratory of Chemical Additives for Industry, Shaanxi University of Science & Technology, Xi’an
710021, Shaanxi, China）

Abstract: Schiff base modified Fe 3O 4 hybrid material (Fe 3O 4@SiO 2-S 2) was prepared by grafting methyl
acrylate (MA), ethylenediamine (EDA) and salicylaldehyde (SA) onto the prepared magnetic hybrid material
Fe 3 O 4 @SiO 2 -NH 2 . The structure was characterized by FTIR, XRD, SEM, TEM and VSM. The results showed
that Fe 3O 4@SiO 2-S 2 had an obvious core-shell structure with a saturation magnetization of 45.9 emu/g. The
adsorption experiment results of heavy metal ions in aqueous solution indicated that Fe 3 O 4@SiO 2 -S 2 exhibited
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selective adsorption for Hg with a saturated adsorption capacity of 362 mg/g (1.12 mmol/g) at pH=6 and
45 ℃, better than Fe 3 O 4 @SiO 2 -NH 2 , Schiff base modified Fe 3 O 4 @SiO 2 composite prepared by homogeneous
system (Fe 3 O 4 @SiO 2 -HO-S) and other adsorbents. The adsorption capacity remained more than 89% after
5 cycles of adsorption-desorption. The adsorption reached equilibrium at about 300 min, and the adsorption
isotherm conformed to the Langmuir isotherm adsorption model.
Key words: hybrid material; Schiff base; core-shell structure; heavy metal ions; selective adsorption;
functional materials

由于电池、电子、塑料、医疗设备等工业产品 害 [2-6] 。因此，水体重金属离子的检测和去除一直备
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的发展所造成的水体 Hg 污染，可以通过农业循 受关注。
[1]
环、食物链富集和人类直饮水的方式进入人体 。 磁性纳米 Fe 3 O 4 经 SiO 2 包裹和表面修饰改性
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Hg 具有不可生物降解性和体内可富集性，过量的 后可引入特定官能团，比如：氨基、巯基、羧基
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Hg 对人体的中枢神经系统、泌尿系统、生殖系 （—NH 2 、—SH、—COOH）等，对水溶液中的重
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统等均有损害，甚至对新生儿后代都有巨大的伤 金属离子（Hg 、Pb 等）具有一定的吸附能力 [7-8] 。

收稿日期：2021-02-15; 定用日期：2021-04-27; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210166
基金项目：国家自然科学基金（31670596）；陕西省自然科学基础研究计划（2020GY-232）
作者简介：曾湘楚（1990—），男，博士生，E-mail：1432980350@qq.com。联系人：张光华（1962—），男，教授，E-mail：zhanggh@
sust.edu.cn。