埃洛石纳米管论文：淀粉四氧化三铁染料吸附.doc

埃洛石纳米管论文：淀粉四氧化三铁染料吸附【提示】本文仅提供摘要、关键词、篇名、目录等题录内容。为中国学术资源库知识代理，不涉版权。作者如有疑义，请联系版权单位或学校。【摘要】埃洛石（Halloysite）是一种管状天然纳米材料，具有典型的硅酸盐结构，化学组成Al2Si2O5（OH）4（1-2）H2O与高岭石相同。埃洛石纳米管（HNTs）是一种中空的管状结构，内径约为5-l0nm。由于本身具有较大的比表面积和孔体积、纳米尺度等特点，近年来HNTs已得到广泛关注和研究。为了提高HNTs的生物相容性和水中分散性，本文将HNTs与天然多糖进行复合。由于淀粉膜在应用过程中力学强度差，耐水性差等缺陷，研究了埃洛石纳米管对山药可塑性淀粉膜的增强作用。实验表明，一定比例内的埃洛石纳米管与山药淀粉之间具有良好的生物相容性，通过添加不同比例的纳米管可以增加可塑性淀粉复合材料的密度，降低其水蒸气透过率；提高淀粉基复合材料的抗拉伸强度，降低了断裂伸长率；提高了淀粉复合材料的热稳定性和淀粉糊溶液的黏度，所以扩大了淀粉复合材料的应用范围。为了提高HNT的亲水性和生物相容性，本文从山药淀粉中提取出直链淀粉，并利用通过机械法将直链淀粉缠绕在埃洛石纳米管上组装成直链淀粉-埃洛石（amylose-HNTs）超分子复合物。透射电子显微镜和热重分析表明，埃洛石纳米管的外壁上缠绕着的直链淀粉含，其含量大约是44.1wt%。直链淀粉-埃洛石（amylose-HNTs）超分子复合物可以很好的溶解在二甲基亚砜的水溶液中，这也说明直链淀粉与埃洛石外表面存在相互作用。本文利用快速沉淀法制备HNTs/Fe3O4磁性纳米复合材料，用来吸附水中的染料亚甲基蓝（MB）、中性红（NR）和甲基橙（MO）。透射电镜和X射线分析结果表明：埃洛石纳米管上的Fe3O4晶体颗粒较大，呈团簇状态。HNTs/Fe3O4对染料的吸附行为符合准二级动力学模型，且对阳离子染料MB和NR的吸附效果非常好，对阴离子MO的吸附不是很明显。作为吸附剂，结果显示HNTs/Fe3O4具有良好的顺磁性，可在外部磁场作用下与水体快速分离。由于Fe3O4颗粒在埃洛石纳米管上团聚现象，本文进一步通过阴离子瓜尔胶（AGG）对埃洛石纳米管进行表面改性，在改性的埃洛石纳米管上合成四氧化三铁制备了一种新型的磁性吸附剂，以除去水中MB。通过透射电子显微镜看出，埃洛石的表面负载一层AGG，合成的四氧化三铁纳米颗粒能均匀分散在AGG的表面无明显团聚现象，同时AGG起到为小尺寸Fe3O4颗粒生成提供模板。亲水性的AGG可以提高吸附剂HNT-AGG-Fe3O4在溶液中的分散性，有利于MB吸附到HNTs上。吸附行为非常符合准二级动力学模型。【关键词】埃洛石纳米管；淀粉；四氧化三铁；染料；吸附；【篇名】埃洛石纳米管多糖复合材料的制备与应用【目录】埃洛石纳米管多糖复合材料的制备与应用摘要3-4ABSTRACT4-5第一章 绪论10-251.1 埃洛石纳米管10-121.1.1 埃洛石的形成101.1.2 埃洛石纳米管的结构10-111.1.3 埃洛石纳米管的应用领域11-121.2 纳米复合材料12-141.2.1 纳米材料的基本特性12-131.2.2 纳米颗粒的物理性质13-141.2.3 纳米颗粒的化学性质141.3 淀粉复合材料研究14-181.3.1 淀粉的来源及其结构14-151.3.2 淀粉的结晶性质15-161.3.3 淀粉糊化161.3.4 淀粉基膜材料16-181.3.4.1 无机材料171.3.4.2 有机材料17-181.4 磁性复合材料18-211.4.1 磁性材料的分类181.4.2 磁性Fe_3O_4纳米颗粒合成方法18-191.4.3 磁性复合材料的应用19-211.4.3.1 永磁性复合材料的应用191.4.3.2 软磁性复合材料的应用19-201.4.3.3 吸波材料的应用201.4.3.4 生物医学应20-211.5 印染废水的危害及处理21-221.5.1 印染废水的排放211.5.2 染料废水的危害211.5.3 印染废水的处理方法21-221.5.4 粘土矿物吸附221.6 本文研究的意义、目的及思路22-251.6.1 本文研究的意义和目的22-231.6.2 研究内容23-25第二章 添加埃洛石的可塑性山药淀粉复合物的制备及性质表征25-372.1 引言25-262.2 实验部分26-292.2.1 材料及设备262.2.2 淀粉的提取26-272.2.3 制备可塑性淀粉和埃洛石增强的可塑性淀粉复合物(HNT/PS)272.2.4 结构表征和性能测试27-292.2.4.1 差示扫描量热分析272.2.4.2 红外光谱分析272.2.4.3 扫描电镜分析272.2.4.4 X-射线衍射分析1272.2.4.5 黏度性能测定27-282.2.4.6 力学性能282.2.4.7 热重分析28-292.2.4.8 水蒸汽透过系数292.3 结果与讨论29-362.3.1 山药淀粉和可塑性淀粉的表征29-322.3.1.1 山药淀粉的DSC分析29-302.3.1.2 红外光谱分析302.3.1.3 扫描电镜分析30-312.3.1.4 X-衍射分析31-322.3.2 HNT/PS复合物的表征32-362.3.2.1 扫描电镜分析32-332.3.2.2 黏度性能分析332.3.2.3 力学性能测试分析33-342.3.2.4 热失重分析34-352.3.2.5 透水性能分析35-362.4 小结36-37第三章 直链淀粉缠绕HNT超分子复合物的制备37-463.1 前言37-383.2 实验部分38-393.2.1 原料与设备383.2.2 山药淀粉的提取与直链淀粉的提纯383.2.3 直链淀粉缠绕HNT超分子复合物的制备38-393.2.4 产品表征393.2.4.1 透射电镜分析393.2.4.2 红外光谱分析393.2.4.3 热重分析393.2.4.4 HNT和amylose-HNTs复合物水悬浮液稳定性能测试393.3 结果与讨论39-453.3.1 透射电镜分析39-413.3.2 红外光谱分析41-423.3.3 热失重分析42-443.3.4 悬浮液稳定性能分析44-453.4 小结45-46第四章 磁性埃洛石纳米管的制备及对染料的吸附研究46-584.1 引言46-474.2 实验部分47-484.2.1 原料与设备474.2.2 磁性HNT/Fe_3O_4的制备47-484.2.3 产品表征484.2.3.1 透射电镜分析484.2.3.2 红外光谱分析484.2.3.3 X-射线衍射分析484.2.3.4 热重分析484.2.3.5 磁性能分析484.3 结果与讨论48-524.3.1 透射电镜分析48-494.3.2 红外光谱分析49-504.3.3 X-射线衍射分析50-514.3.4 热失重分析51-524.3.5 磁性能分析524.4 埃洛石和埃洛石纳米管/四氧化三铁复合物吸附染料实验52-574.4.1 绘制MB、NR和MO溶液标准工作曲线52-544.4.2 吸附实验过程544.4.3 HNTs纳米管和HNT/Fe_3O_4吸附染料的动力学研究54-574.5 小结57-58第五章 阴离子瓜尔胶改性的埃洛石/四氧化三铁复合物的制备及对MB吸附58-705.1 引言58-595.2 实验部分59-615.2.1 原料与设备595.2.2 磁性HNT-AGG/Fe_3O_4的制备59-605.2.3 产品表征605.2.3.1 透射电镜分析605.2.3.2 红外光谱分析605.2.3.3 X-射线衍射分析605.2.3.4 热重分析605.2.3.5 磁性能分析605.2.3.6 水中分散性能测试605.2.4 MB染料吸附实验60-615.3 结果与讨论61-695.3.1 HNT-AGG/Fe_3O_4表征61-665.3.1.1 TEM分析61-625.3.1.2 红外分析62-635.3.1.3 X-衍射分析63-645.3.1.4 热重分析64-655.3.1.5 磁性分析655.3.1.6 水中分散性能分析65-665.3.2 吸附MB结果66-695.3.2.1 吸附时间的影响66-685.3.2.2 吸附剂量的影响685.3.2.3 温度的影响68-695.4 小结69-70第六章 结论与展望70-736.1 主要结论70-726.1.