本文利用一步溶剂热法制备了聚乙烯亚胺改性的磁纳米四氧化三铁材料；然后采用透射电子显微镜，比表面积及孔径分析仪，X-射线衍射和傅里叶变换红外光谱等方法对材料进行了表征；探究了不同pH值，超声时间不同，铜离子初始浓度不同及不同的吸附剂投放量等因素对聚乙烯亚胺改性磁纳米四氧化三铁材料吸附铜离子的影响，并且选择出了该实验的最佳吸附条件，同时进行了Langmuir吸附方程和准二级动力学方程的拟合。
目录
摘要 1
引言 1
1材料与方法 2
1.1仪器及试剂 2
1.1.1实验仪器 2
1.1.2试剂及标准溶液 3
1.2材料的制备 3
1.3实验方法 3
2结果与分析 3
2.1材料的表征 3
2.1.1 TEM图谱 3
2.1.2材料的红外光谱图 4
2. 1. 3 材料的X射线衍射图谱 4
2. 1. 4 材料的比表面积 5
2.2吸附实验 5
2.2.1酸度对吸附效率的影响 5
2. 2. 2 超声时间对吸附效率的影响 6
2. 2. 3 吸附剂用量对吸附效率的影响 6
2. 2. 4铜离子初始浓度对吸附效率的影响 7
2. 2. 5吸附等温线 8
2. 2. 6吸附动力学 9
3结论及展望 10
3.1结论 10
3.2展望 10
致谢 10
参考文献： 10
溶剂热法制备聚乙烯亚胺改性磁纳米材料及其在铜离子吸附去除研究中的应用
引言
在冶炼、金属加工、机器制造、有机合成及其他工业的废水中都含有铜，其中以金属加工、电镀工厂所排废水含铜量最高，每升废水含铜几十至几百毫克。这种废水排入水体，会影响水的质量。若用含铜废水灌溉农田，铜在土壤和农作物中累积，会造成农作物特别是水稻和大麦生长不良，并会污染粮食籽粒。铜对水生生物的毒性很大。对于人类而言，铜作为生命必须的有益元素,本身毒性较小,但人体吸入过量的铜后,就会刺激消化系统,引起腹痛呕吐, *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: *351916072* 
长期过量可造成肝硬化。因此探究环境中铜离子的去除具有一定的现实意义。
目前，对金属离子废水的处理主要通过三种途径：化学法[1]、物理化学法[2]和生物化学法[3]。最常用的的处理方法有：沉淀法[4]、离子交换法[5]、膜分离法[6]和吸附法[7]。这些方法各有优缺点，其中沉淀法有时形成的沉淀颗粒细小、沉降速度慢，同时沉淀剂如果使用过多也会造成环境的二次污染，因而应用也不是很广；离子交换树脂有凝胶型和大孔径型，前者具有选择性，而后者制造复杂、成本也高、再生剂耗量大，因而在应用上受到了很大的限制；生物絮凝法处理工业废水所采用的的功能菌与重金属离子的反应效率不太高，功能菌对环境要求高，设施有效利用率较低，工程造价也比较高，应用领域因此也受到很大限制。而吸附法吸附法是用多孔吸附材料吸附废水中金属离子的方法，具有效果好、处理范围宽、反应动力学速度快及经济费用低等特点。在研究和生产过程中常用的吸附剂有：离子交换树脂[8]、硅藻土[9]、PEI修饰的碳纳米管[10]、氨基和巯基官能团化的SiO2[11]，离子印迹聚合物[12]和磁性纳米材料[13]。
磁性纳米材料是20世纪80年代出现的一种新型磁性材料，其中四氧化三铁作为反尖晶石结构的铁氧体，是应用最广泛的软性磁材料之一。四氧化三铁作为优异的磁性纳米材料，其优点是颗粒粒径小，比表面积大[14]，表面电荷密度高，对多种无机离子及有机物具有较强的吸附能力，并能应用于去除水环境中有机污染物或重金属离子，也可用磁分离技术快速分离、高效地进行回收[15]。然而裸露的磁纳米材料容易团聚，从而降低磁性，减小比表面积和吸附容量，所以在实际应用中一般都需要进行表面改性。
唐祝兴等[16]通过水热法合成了Fe3O4@Vc磁性纳米材料。研究了pH值、磁性纳米材料的投加量、Cu(II)溶液的初始浓度和振荡时间对吸附的影响。结果表明，在pH为4、T=298 K的最优条件下，Fe3O4@Vc磁性纳米材料对Cu(II)的吸附率可达98%以上，饱和吸附量为44.9 mgg1。Xin XD等[17]通过一种廉价环保的方法制备出氨基化的介孔纳米Fe3O4。利用茚三酮检测，AFFe3O4的最大氨基接枝量为0.179 μgmg1。AFFe3O4在较低的磁场下能够在1分钟内从水溶液中分离。对Pb2+，Cd2+和Cu2+的最大吸附容量在36.90至52.36 mgg1之间。在最优条件下，AFFe3O4对三者的去除率可达98%以上。
总之，在外加磁场的作用下，磁性吸附剂可以很方便地与水溶液基体快速分离，与传统吸附材料相比在快速分离上更具优势；采用氨基化技术合成的材料，与传统材料相比在吸附选择性上更具优势；本文将具有优异磁性能的Fe3O4与氨基化聚合物聚乙烯亚胺(Polyethyleneimine，PEI)相结合，制备的聚乙烯亚胺改性磁性纳米Fe3O4(Polyethyleneimine coated magnetic nanaparticles, MNPs@PEI)材料，它兼备了磁性纳米粒子和螯合吸附的共同优点，在外磁场的条件下，可以直接选择性吸附待测物，达到快速简便地分离。采用透射电子显微镜，比表面积及孔径分析仪，X射线衍射和傅里叶变换红外光谱对该材料进行了表征，同时考察了不同pH值，超声时间不同，吸附剂添加量不同和不同初始浓度对MNPs@PE吸附铜离子的影响，为MNPs@PEI材料作为重金属吸附剂的应用提供了理论依据。
1 材料与方法
1.1仪器及试剂
1.1.1实验仪器
表 1 主要仪器一览表
仪器
来源
Z2000型原子吸收光谱仪
日本Hitachi公司
FE20型pH计
上海梅特勒托利多公司
KQ3200DE型数控超声波清洗器
昆山舒美超声仪器有限公司
TP214型精密分析天平
美国Denver公司
TENSOR27型傅立叶变换红外光谱仪
德国Bruker公司
JEM200CX型高分辩透射显微镜
日本电子株式会社
XTRA型X射线衍射仪
瑞士ARL公司
比表面积及孔径分析仪
金埃谱科技App application
1.1.2试剂及标准溶液
表 2 主要试剂一览表
药品
规格
来源
CuSO4(5H2O

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