Page 83 - 《精细化工》2021年第9期
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第 9 期                      曾湘楚,等:  希夫碱改性 Fe 3 O 4 杂化材料的制备与表征                            ·1797·


            所降低但并不明显,在海水中吸附量最小,仅为纯                             解吸率仍能保持 89%以上,300 min 左右达到吸附平
            净水的一半。主要原因是在真实水体中含有大量的                             衡,吸附等温线符合 Langmuir 等温吸附模型。
                   +
              +
                       2+
            K 、Na 、Ca 等,它们同时参与对吸附位点的竞争,                           (4)根据硬软酸碱理论(HSAB),磁性杂化材
            因此,在真实水体中的吸附效率要比纯净水体的吸                             料中的亚氨基活性基团(C==N)和活性位点是吸附
                                                                 2+
            附效率低。                                              Hg 的主要原因。
                     2+
            2.12  Hg 吸附剂性能比较                                      (5)希夫碱改性的磁性杂化材料在水体重金属
                                               2+
                 Fe 3O 4@SiO 2-S 2 与其他吸附剂对Hg 的饱和吸附             离子吸附上具有潜在的应用价值,在 Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2
            量对比如表 2 所示。由表 2 可知,Fe 3O 4@SiO 2-S 2 比             的基础上去设计和制备超支化结构、具备更强吸附
                                  2+
            其他大部分吸附剂对 Hg 表现出更大的吸附量,与                           活性位点的磁性杂化材料是后期研究的重点。
            改性壳聚糖      [28] 、共价有机骨架材料(COF)          [30] 等相
                                                               参考文献:
            比又具有可回收循环再利用的优点。Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2
                        2+
            作为水体 Hg 吸附剂,具有潜在的应用价值和研究                           [1]   RAJ D, MAITI S K. Sources, toxicity, and remediation of mercury:
                                                                   An essence review[J]. Environmental Monitoring and Assessment,
            空间。                                                    2019, 191(9): 48-51.
                                                               [2]   KURWADKAR S. Occurrence  and distribution of organic and

              表 2 Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2 与其他吸附剂饱和吸附量的对比              inorganic pollutants in groundwater[J]. Water Environment Research,
            Table 2    Comparison of  saturated adsorption capacity of   [3]   2019, 91(10): 12-18.
                                                                   WASIUTA  V, KIRK J L,  CHAMBERS P A,  et al. Accumulating
                    Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2  with other adsorbents    mercury and methylmercury burdens in watersheds impacted by oil
                                         饱和吸附量/                    sands pollution[J]. Environmental Science and Technology, 2019,
                        吸附剂                        参考文献            53(21): 88-93.
                                          (mmol/g)
                                                               [4]   MOHAMMAD A, HAMED E,  MAHMOOD K A,  et al. A
            Fe 3O 4@SiO 2-S 2               1.12    本研究            biocompatible nanodendrimer for efficient adsorption and reduction
            Fe 3O 4@SiO 2-NH 2              0.51    本研究            of Hg(Ⅱ)[J]. Sustainable Chemistry & Engineering, 2018, 6(8): 65-69.
                                                               [5]   VIKRANT K, KIM K H. Nanomaterials for the adsorptive treatment
            Fe 3O 4@SiO 2-HO-S              0.53     [19]          of Hg(Ⅱ) ions  from  water[J]. The  Chemical Engineering Journal,
            Fe 3O 4@SiO 2-HE-S              0.47     [19]          2018, 358(2): 12-16.
                                                               [6]   ZHANG S ( 张赛 ). Preparation  and characterization of an
            羟基磷酸石                           0.13     [25]
                                                                   environmentally friendly water-based ferrooxide magnetic fluid[J].
            CuO 纳米颗粒                        0.14     [26]          Fine Chemicals (精细化工), 2012, 29(3): 545-548.
                                                               [7]   ZHU G Q (朱广谦), HE Q K (何青科), LIU C G (刘长庚), et al.
            活性炭                             0.19     [27]
                                                                   Preparation and surface modification of Fe 3O 4 magnetic nanoparticles[J].
            甲基丙烯酸羟乙酯/壳聚糖共聚物薄膜               0.21     [28]          Journal of Natural Science of Hunan Normal University (湖南大学
                                                                   自然科学学报), 2016, 89(3): 45-49.
            聚苯胺/氧化石墨烯杂化材料                   0.42     [29]
                                                               [8]   GAO D  L (高冬兰). Preparation of amino functionalized magnetic
            聚吡咯纳米杂化材料                       1.00     [30]          materials and their adsorption  properties for heavy metal ions in
                                                                   water[D]. Qingdao: Shandong University of Science and Technology
            共轭纳米材料                          0.82     [31]
                                                                   (山东科技大学), 2013.
            功能性多孔 SiO 2 材料                  0.89     [32]      [9]  MENG Y  (孟燕). Preparation and  characterization of carboxyl
            淀粉/SnO 2 纳米杂化材料                 0.96     [33]          modified magnetic Fe 3O 4@SiO 2 nanoparticles[J]. Applied Chemical
                                                                   Industry (应用化工), 2019, 48(9): 2134-2136.
                                                               [10]  ZHANG J M, ZHAI S, LI S, et al. Pb(Ⅱ) removal of Fe 3O 4@SiO 2-
            3   结论                                                 NH 2 core-shell nanomaterials prepared via a controllable sol-gel proce[J].
                                                                   Chemical Engineering Journal, 2013, 161(6): 121-128.
                                                               [11] FENG  B  (冯斌), REN Z Q  (任志强),  QU J M (屈晶苗), et  al.
                (1)将制备的 Fe 3 O 4 @SiO 2 -NH 2 磁性杂化材料               Synthesis and characterization of magnetic Fe 3O 4 nanoparticles
            经过 MA、EDA 和 SA 的接枝改性,获得希夫碱改                            modified  on  the  surface of 3-aminopropyl triethoxysilane[J]. New
                                                                   Chemical Matericals (化工新型材料), 2008, 36(12): 26-29.
            性的磁性 Fe 3 O 4 杂化材料(Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2 )。         [12]  WANG J H, ZHENG S  R, SHAO  Y,  et al. Amino-functional
                (2)对两种材料进行 FTIR、XRD、SEM、TEM、                       Fe 3O 4@SiO 2 core-shell magnetic nanomaterial as a novel adsorbent
                                                                   for aqueous heavy metal removal[J]. Journal of Colloid and Interface
            VSM 表征,结果表明,正硅酸乙酯水解的 SiO 2 成功                          Science, 2010, 349(1): 293-299.
                                                               [13]  CHUN C C, UENO N, IMAE T. Solid-phase synthesis of amphiphilic
            包裹在 Fe 3 O 4 表面,并对包裹后的磁性 Fe 3 O 4 @SiO 2
                                                                   dendron-surface-modified silica particles and their application toward
            成功进行了修饰和改性,Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2 的饱和磁                   water purification[J]. Chemistry of Materials, 2008, 20(8): 2669-2676.
            化强度为 45.9 emu/g,具有超顺磁性。                            [14]  SIMON B, WOODWAR D M. HSAB matching and mismatching in
                                                                   selective catalysis and synthesis[J]. Tetrahedron, 2002, 58(6): 1017-
                (3)制备的磁性杂化材料可作为水溶液中 Hg                   2+        1050.
            的吸附剂,结果表明,Fe 3O 4@SiO 2-S 2 比 Fe 3O 4@SiO 2-       [15]  TSE-LOK H.  Hard soft  acids bases (HSAB) principle  and organic
                                                                   chemistry[J]. Chemical Reviews, 1975, 75(1): 1-20.
            NH 2、Fe 3O 4@SiO 2-HO-S 等吸附剂的饱和吸附量更大,              [16]  PEARSON T, RALPH G. Hard and soft acids and bases, HSAB, part
                                      2+
                 2+
            对 Hg 具有选择吸附性,在 Hg 质量浓度为 800 mg/L、                      1: Fundamental principles[J]. Chem Educ, 1968, 45(9): 81-86.
                                                               [17]  LOPACHIN R M, GAVIN T, DECAPRIO A, et al. Application of the
                                                     2+
            pH=6、45  ℃的条件下,Fe 3 O 4 @SiO 2 -S 2 对 Hg 的饱            hard and  soft acids and bases (HSAB) theory to toxicant-target
                                                                   interactions[J]. Chemical Research in Toxicology, 2012, 25(2): 239-
            和吸附量可达 362 mg/g(1.12 mmol/g);吸附剂具                      251.
            有良好的循环可再生性,在 5 次循环吸附-解吸后,                                                        (下转第 1807 页)
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