4-乙烯基吡啶修饰的磁性复合微球的制备、性能及其应用研究

摘要

表面功能化是材料改性方法之一，不仅可以丰富磁性复合微球的结构，还可以实现具有某种特殊官能团的有机物与无机磁性材料的杂化，进而获得更多的优异性能，形成一种综合性能优越的多功能材料。近年来，磁性微球的表面功能化及其应用研究成为纳米技术领域的一个研究热点，其中，表面功能基团的选择、影响因素探讨、机理研究以及磁性复合微球的应用研究等工作内容具有十分重要的理论指导意义和实际应用价值。
　　本文采用4-乙烯基吡啶(4-VP)改性Fe3O4基磁性微球，分别通过溶剂热法和乳液聚合法合成出两种不同的磁性复合微球，即具有介孔结构的Fe3O4@P4VP复合微球和具有Janus结构的Fe3O4@P(St-co-4-VP)复合微球;并通过TEM、SEM、XRD、TGA、VSM、IR、EDS等技术方法表征了所制备微球的结构和性质;并通过进一步的负载和调控，制备出具有吸附性能和催化性能的纳米杂化材料。论文主要包括两个部分工作，具体如下:
　　(1)采用溶剂热法，以4-VP为结构诱导剂，通过4-VP对Fe3O4晶核生长的抑制以及诱导自组装作用，合成所需结构的介孔Fe3O4@P4VP磁性复合微球，提升比表面积。探究了4-VP和反应时间对实验产物介孔性能的影响，提出反应机理。并研究实验合成的不同形貌介孔Fe3O4@P4VP磁性复合微球对阴离子染料刚果红染料的吸附性能和吸附机理。
　　(2)采用乳液聚合法，通过二次投料的方式，以Fe3O4为磁性基质，以4-乙烯基吡啶和苯乙烯St为共聚单体，以十二烷基硫酸钠SDS作为反应时的表面活性剂，合成出具有Janus结构的中空磁性复合微球Fe3O4@P(St-co-4-VP)。最后以该材料为Au纳米催化剂的载体对其进行有效负载，制得Au/Fe3O4@P(St-co-4-VP)复合催化材料，测定其对4-硝基苯酚还原反应的催化性能。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 磁性复合微球概述

1．1．1 磁性复合微球的定义

1．1．2 磁性复合微球的分类

1．2 磁性复合微球的制备

1．2．1 磁性基质的制备

1．2．2 磁性复合微球的制备方法

1．3 磁性复合微球的应用

1．3．1 在催化领域的应用

1．3．2 在环境工程领域的应用

1．3．3 在生物医学领域的应用

1．4 磁性复合微球形貌的可控研究

1．4．1 制备方法对磁性复合微球形貌的调控

1．4．2 动力学因素对磁性复合微球形貌的调控

1．5 本论文工作思路

参考文献

第二章 介孔Fe3O4@P4VP磁性复合微球及其吸附性能的研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂与设备

2．2．2 介孔Fe3O4@P4VP磁性复合微球的制备

2．2．3 测试表征方法

2．3 结果与讨论

2．3．1 介孔Fe3O4@P4VP磁性复合微球的表征

2．3．2 水热制备介孔Fe3O4@P4VP磁性复合微球形成机理探讨

2．3．3 介孔Fe3O4@P4VP磁性复合微球吸附性能的研究

2．4 本章小结

参考文献

第三章 Au／Fe3O4@P(St-co-4-VP)磁性复合微球及其催化性能研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂与仪器

3．2．2 油酸改性的磁性Fe3O4纳米粒子的制备

3．2．3 Janus型Fe3O4@P(St-co-4-VP)中空磁性复合微球的制备

3．2．4 Au／Fe3O4@P(St-co-4-VP)磁性复合微球的制备

3．2．5 Au／Fe3O4@P(St-co-4-VP)磁性复合微球催化性能的测试

3．2．6 测试表征方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 Fe3O4@P(St-co-4-VP)磁性复合微球的表征

3．3．2 Au／Fe3O4@P(St-co-4-VP)磁性复合微球的表征

3．3．3 Au／Fe3O4@P(St-co-4-VP)磁性复合微球催化性能的研究

3．4 本章小结

参考文献

第四章 全文总结

硕士期间发表的论文与专利

致谢