岩藻多糖在过去几十年里因其广泛的生物活性在潜在的临床应用中引起了科学界的兴趣。岩藻多糖通常需要经过多步骤的提取和纯化过程才能从海洋褐藻中获得,目前还没有提取和纯化岩藻多糖的标准化方案。传统提纯岩藻多糖的方法往往存在耗时高能耗、低效率或二次污染等问题,阻碍了工业应用。因此,开发一种高效、环保的从水溶液中回收岩藻多糖的方法具有重要意义。近年来,胶体分散磁铁矿(四氧化三铁)纳米颗粒(MNPs)凭借优秀的磁学特性和表面易改性等优势,在作为一种很有前途的磁性吸附剂方面引起了广泛的关注。本文通过设计PEI功能化的磁性Fe₃O₄纳米粒子和PEI功能化的磁性Fe₃O₄纳米粒子负载碳纳米管两种复合材料用于提纯吸附岩藻多糖。表面修饰PEI功能基团的磁性纳米材料具有丰富的活性位点可以与岩藻多糖的硫酸基基团进行静电吸引,再通过外界磁场实现从复杂流体溶液中快速选择性地分离化合物的效果。相比传统吸附岩藻多糖的方法,利用PEI功能化的磁性纳米粒子具有快速、简单、节能和经济等诸多优势,为在纯化岩藻多糖领域提供了新的思路。本文的主要工作内容如下:采用多元醇法制备得到磁性Fe₃O₄纳米粒子,对其进行PPS的表面预处理,使其化学锚定在MNPs表面,使MNPs带强烈的强负电荷。通过合理地调整PEI的p H实现与MNPs-PPS的静电吸引结合,从而制备得到性能稳定、单分散性好以及表面带有丰富的氨基基团的PEI-MNPs。为实现PEI-MNPs纳米粒子最佳的状态,确定了二者最佳的结合p H为PEI在6.5,最佳修饰重量比为PEI:MNPs-PPS=1:20,最佳修饰时间为5 min,最佳修饰温度为25℃。采用XRD、FTIR、TGA和TEM等手段证实了PEI在表面的成功包覆,在磁性Fe₃O₄纳米粒子形成一个厚度约为5 nm左右的壳层,并且证明PEI的表面修饰并不影响磁性纳米粒子的内部结构。通过研究在不同初始p H下PEI-MNPs和MNPs-PPS吸附岩藻多糖的效果对比发现,经过PEI修饰的磁性四氧化三铁纳米颗粒表面覆盖带正电荷的氨基基团后,可以更好的与岩藻多糖进行结合,并且在较宽的p H范围内都可以实现对岩藻多糖的良好吸附效果,进一步研究PEI-MNPs与Fuc、Lys和植酸钠的吸附结合实验,证明PEI-MNPs与岩藻多糖的结合是通过静电结合作用进行的。吸附动力学数据表明,PEI-MNPs对岩藻多糖的吸附更倾向于化学吸附。等温吸附曲线表明PEI-MNPs对岩藻多糖的吸附更倾向于单层吸附过程。而热力学分析则指出,PEI-MNPs对岩藻多糖的吸附过程属于放热反应。PEI-MNPs对岩藻多糖进行4次循环再利用后,对岩藻多糖的吸附效果依旧保持良好的水平。以碳纳米管和乙酰丙酮铁为原料,采用多元醇法合成了CNTs@Fe₃O₄,进一步使用PEI对CNTs@Fe₃O₄进行表面功能化,得到聚乙烯亚胺包覆的碳纳米管负载Fe₃O₄的复合材料(PEI-CNTs@Fe₃O₄),并用于岩藻多糖的吸附研究。对PEI-CNTs@Fe₃O₄进行XRD、FTIR、TEM、MPMS和TGA的数据分析证实了Fe₃O₄在CNTs的表面沉积以及PEI的成功修饰。通过PEI-CNTs@Fe₃O₄对岩藻多糖的吸附行为可以发现,PEI-CNTs@Fe₃O₄吸附剂可快速吸附岩藻多糖,反应30 min即可达到吸附平衡。对其吸附机理研究表明:岩藻多糖在PEI-CNTs@Fe₃O₄吸附剂表面的吸附符合准二阶反应动力学和Langmuir等温吸附模型,结果更倾向于单层化学吸附,且通过热力学分析指出该吸附反应为吸热反应,在298 K、308K和318 K的温度下其最大吸附量分别可达405.6、415.7和433 mg·g^-1。在经过3次循环再用的情况下,PEI-CNTs@Fe₃O₄对于岩藻多糖的吸附效果依旧保持在80%以上。