Fe3O4@离子印迹聚(St-HPMA-DVB)复合材料的合成及其对水中高氯酸盐选择性吸附

摘要

采用超声协助悬浮聚合法以高氯酸根(ClO4-)为模板制备了Fe3 O4@离子印迹聚(苯乙烯-3-(2-氨基三乙基四胺)-2-甲基丙烯酸羟丙酯-二乙烯苯)(Fe3O4@IIP(St-HPMA-DVB))磁性复合材料,通过TEM、振动样品磁强计(VSM)、TGA、XRD、元素分析(EA)、FTIR等对其进行表征,考察了交联剂DVB用量对材料结构与性能的影响.结果表明:合成的Fe3O4@IIP(St-HPMA-DVB)磁性复合材料平均粒径为500～2000 nm,随DVB用量的增加而增大;磁化强度为9.77～12.78 emu/g,随DVB用量的增加而减小;DVB的加入有利于Fe3 O4@IIP(St-HPMA-DVB)磁性复合材料的离子印迹空腔的形成和稳定.考察了不同溶液pH值、ClO4-的初始浓度、吸附时间等条件下Fe3O4@IIP(St-HPMA-DVB)吸附水中ClO4-的性能,发现溶液pH值能显著影响Fe3O4@IIP(St-HP-MA-DVB)磁性复合材料对ClO4-的吸附效果,pH为3.0时效果最佳;不同DVB用量Fe3O4@IIP(St-HPMA-DVB)磁性复合材料对ClO4-的吸附量和选择性有影响,当DVB用量为0.5 g时,Fe3O4@IIP(St-HPMA-DVB)磁性复合材料的吸附量和选择性最佳;吸附机制以离子交换和静电引力为主.等温吸附线符合Langmuir模型,Fe3 O4@IIP(St-HPMA-DVB)磁性复合材料的饱和吸附量(qm,c=76.9～111.1 mg/g)高于非离子印迹材料Fe3 O4@非离子印迹聚(NIP)(St-HPMA-DVB)磁性复合材料(qm,c=62.5 mg/g).吸附过程可在10 min内达到平衡,符合准二级动力学模型;Fe3O4@IIP(St-HPMA-DVB)磁性复合材料能高选择性地有效吸附水中ClO4-,对ClO4-的印迹因子α为1.8,对几种常见共存离子的选择性因子β>5.8,是潜在的高选择性吸附和回收ClO4-的功能材料.