论文部分内容阅读
热敏型磁性纳米微球(thermosensitive magnetic nanoparticles)是将磁性纳米粒子与热敏型高分子有机结合而形成的一种新型复合功能材料,除了具备磁性纳米粒子所具有的超顺磁性外,热敏型磁性纳米微球还能对外界温度的改变产生响应,已经在生物学和医学研究领域得到了一定的研究和应用,具有巨大的潜在价值。本文通过直接对Fe304纳米粒子进行改性,再采用种子沉淀聚合法制备了热敏型磁性纳米微球,并研究了其对牛血清白蛋白和Cr3+的吸附性能,主要结果如下：1.通过化学共沉淀法合成Fe3O4纳米粒子并用甲基丙烯酸3-(三甲氧基硅基)丙酯进行了表面改性,分别以N-异丙基丙烯酰胺和甲基丙烯酸为功能单体,N,N-甲叉双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂采用种子沉淀聚合法制备了热敏型磁性纳米微球。TEM表明Fe3O4纳米粒子、硅烷化的Fe3O4纳米粒子、热敏型磁性纳米微球的平均粒径分别为8nm,22nm,105nm; FTIR分析证明硅烷偶联剂对Fe3O4的成功改性和功能单体对改性后Fe3O4的成功包覆；TGA分析表明包覆层含量为42%左右；VSM测试表明改性后的Fe3O4饱和磁化强度44.6 emu/g,包覆后的热敏型磁性纳米微球饱和磁化强度27.4 emu/g,均具有较强的磁响应性；DLS检测表明热敏型微球在纯水中的较低临界溶解温度(LCST)大约48℃左右,具有较明显的温度敏感性。2.以热敏型磁性纳米微球为载体,研究了其对BSA的吸附性能。考察了温度、吸附时间、pH值、BSA初始浓度、离子强度对吸附性能的影响,同时考察了温度对解吸附的影响。结果表明：吸附量受温度影响较大,温度在LCST以上有较大的吸附量；吸附时间对吸附量有一定的影响,60min时基本达到饱和；pH值对吸附量的影响较大,在接近BSA等电点(pH4.7)时达到最大,pH低于3.5或高于5.5均不利于吸附；离子强度的增高也不利于吸附；随着BSA浓度增高,吸附量升高,但吸附率却逐渐降低,Langmuir等温吸附方程能较好拟合吸附曲线,拟合度为0.9957；在45℃吸附,解吸附时温度降到25℃可使解吸率达到73%。3.以热敏型磁性纳米微球为载体,研究了其对溶液中Cr3+的吸附性能。考察了不同温度条件下吸附时间、pH值、金属离子浓度、共存离子对微球吸附Cr3+的影响,同时考察了不同温度下无洗脱剂和有洗脱剂存在下的洗脱率。结果表明：温度低于LCST时,pH为5.0时吸附效果较好,吸附时间30min基本达到饱和吸附量。共存的重金属阳离子对微球吸附Cr3+影响较大,而共存的非过渡金属元素阳离子对其影响不大。在不同温度的条件下的吸附量的大小顺序为：35℃>25℃>45℃>55℃。Freundlich吸附方程比较适合描述在25℃、35℃的吸附过程,而Langmuir吸附方程则适合描述在45℃、55℃时的吸附过程。在35℃时吸附,洗脱时升高温度到55℃,洗脱率可达到近75%。微球经过4次循环再生,吸附量没有明显降低,说明微球具有较好的循环使用性。