磁性水凝胶文献综述

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1、水凝胶磁性纳米粒子复合研究综述、"亠J-刖5水凝胶作为口前新材料小性质独特的一种聚合物材料，以其独特的物理化学性质著称，对于水凝胶材料的改性工作也是目前领域研究中比较热门的工作，本文针对水凝胶的改性方法以及水凝胶与磁性纳米粒子复合作了较为详细的介绍并有望采用与日后的实验工作中。一水凝胶水凝胶是具冇相同网状结构的软材料，但是对于水却具冇不同的亲密性。含有大量水分的水凝胶类似与生物软组织，其在生物医药领域具有巨大的潜在应用价值；水凝胶的性质倾向于脆弱，相似与脆弱的水母。不同性质的水凝胶在不同领域都具冇巨大的应用前景

2、。目前磁性水凝胶作为水凝胶改性的方法英在重金屈离了吸附、药物运输、癌症治疗、柔性机械材料等方向都具有一定的应用前景1。二水凝胶与磁性纳米粒子复合材料一种含硫基的功能化水凝胶与Fe304复合制备具有磁性的水凝胶2：Fe304-poly(L-cysteinc/2-hydroxyethylacrylate)(Fe304~P(Cys/IIEA))即Fe304-聚(I厂半胱氨酸/2-轻乙基丙烯酸)。这种水凝胶可以被应用于去除水溶液中的Pb2+,Cd2+,Ni2+和Cu2+,并且通过一系列手段表征该复合水凝胶,包描电子扫描

3、显微镜、傅里叶变换红外光谱、X-射线衍射，振动式磁力计，X射线电子能谱，FT1R图谱分析证明了英官能团含冇-NH2和-SH,证明了磁性纳米粒子确实一种2-轻基乙基丙烯酸和L-半胱氨酸的共聚物。这种磁性水凝的磁饱和强度和超顺磁性也同样得到了佐证，这种性质使得磁性复合水凝胶在吸附饱完成后可以与环境溶液分离。这种含硫基官能团修饰的磁性水凝胶用于重金属移除的性能表现通过改变一下四个变量测试：PH、温度、原始的重金属浓度、吸收剂与重金属溶液的接触吋间。结果显示磁性水凝胶对于温度敏感但是几乎不受温度影响,而且吸收过程遵循一

4、个伪二阶速率方程并较好地吻合朗格缪尔单分子层吸收理论。磁性水凝胶的X射线电子能谱分析进一步表明基于Fe304-P(Cys/HEA)对于Pb2+,Cd2+,Cu2+和"3+的吸收机理可以联系到官能团与重金属Z间的螯合物和离子交换。而且，Fe304-P(Cys/HEA)通过使用0.的乙二胺四乙酸处理能够达到百分之九I•的高效再使用率。Fe3O4-P(Cys/HEA)的制备方法：P(Cys/HEA)水凝胶制备,P(Cys/HEA)交联水凝胶是通过在水溶液屮光照射激发聚合反应；第一步在去离了水中配制Cys和IIEA,单

5、体与去离了水的体积比为3:7,并且以固定的单体比例9:1混合。配制的溶液通入15分钟的氮气净化除去任何可能溶于其屮的氧气。第三步，将溶液转移到125ml的棕色瓶屮并且用聚四氟乙烯薄膜密封以防止氧气进入。然后制备的混合物在射线60Co-c照射下30个小时，最后,制备的配位聚合物水凝胶转移到棕色瓶内并且切片成5*5*5俪的形状。与Fe3O4复合，在经过辐射之后，固体聚合物谁你哥家已经转化形成并且被切成块状了，使用去离子水润洗48h以去除网状结构中未反应的化合物。然后将适量的溶胀后的水凝胶加入含冇400n)l去离子水

6、的1000ml的三颈瓶屮，随后，将2.78g的FeS04_7H20和1.95g的FcC13溶解于10ml的去离子水中并在氮气氛围条件下加入到三颈瓶之中。随后在240r/min的搅拌条件下加入5%浓度的氨水直至体系的PH达到8.0.最终，反应在30°C恒温下额外反应3小吋。最终制备得到Fe3O4-水凝胶并用去离子水大量清洗移除未反应离子并把干净的磁性水凝胶在45摄氏度下干燥。这项工作成功研制了能有效去除水溶液中重金属离了的磁性水凝胶，并且磁性水凝胶具有高达百分之九十的回收利用率。相似的工作还有硫基功能化磁性水凝胶

7、P(Cys/HEA)水凝胶用于重金属离子的移除。其制备机理如下:HSONH2OOH+OH随后原位纳米Fc304的引入方法过程采用文献方法S在对于重金属离子吸附的研究屮发现，其在屮性条件下比酸性条件下的吸附效果要好，而口在常温下具有比较理想的吸附效应。超临界流体介质合成PHEMA/Fe304混合纳米结构S在超临界二氧化碳（scC02）中在稳定剂存在下PHEMA和磁性纳米离子Fe304均匀分散后发生聚合反应，稳定剂为聚甲基丙烯酸2-（二甲胺基）乙酯/I,1氟辛基甲基丙烯酸酯。Fe304第一步通过表面修饰偶联到硅烷偶

8、联剂筑基丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）上，以此提供一个C二C键并且可以和HEMA共聚。在固化硅烷偶联剂到粒子表而后使得聚合物链可以成功连接到Fe304粒了上，结果可以得到纳米结构的核壳结构。表征手段：红外、XRD、XPS,热稳定性和磁性能随着Fe304含量增加而壇强，这种新的环保合成路线容易产物分离、去溶剂。制备方法:一、0.5gDMAEMA和0.5gF0MA加入25ml圆底烧瓶中加入