本文關鍵詞：層離蒙脫石和水溶性聚合物界面作用下零價鐵納米顆粒的可控制備及機理研究

  更多相關文章： 零價鐵 蒙脫石 水溶性聚合物 納米顆粒 分散作用

【摘要】：蒙脫石獨特的性質使其成為零價鐵納米材料制備過程中最為適宜的載體和分散劑之一,在此類反應中加入水溶性聚合物可進一步提高納米顆粒的單分散性,增加實用性能。本文通過對PVP、PEI和PAA參與的NaBH4液相還原法制備蒙脫石負載型零價鐵納米顆粒的實驗過程進行研究,篩選出分散效果最佳的水溶性聚合物PVP,并對最佳制備條件進行了探索。PVP參與下所制得的產物粒徑偏小,性能穩(wěn)定,更具實用價值。主要研究成果如下：1、PVP參與制備的蒙脫石負載型零價鐵納米顆粒大小較為均勻,具有較高的單分散性,鐵顆粒大體呈球狀形貌,大多分散在蒙脫石外表面上且分散性較好。鐵納米顆粒本身具有核一殼結構,最外層由PVP包覆,其對納米顆粒無專項吸附,在顆粒形成初期不造成約束,待晶粒生長穩(wěn)定后,防止團聚現象發(fā)生；次外層為鐵氧化物外殼,外殼厚度穩(wěn)定于3 nm,使鐵納米顆粒有著良好的抗氧化性能,能夠長時間穩(wěn)定存在。2、制備過程中PVP所起到的分散作用源于分子鏈吸附于鐵顆粒表面所形成的空間阻礙層以及在堿性制備溶液中PVP分子鏈在蒙脫石顆粒片層內外的空間阻礙作用。前者防止零價鐵納米顆粒相互吸引團聚,后者使整體荷負電相互排斥的蒙脫石顆粒形成層離卡房結構,并在這種聯合分散作用下減小顆粒粒徑、提高分散程度。3、制備過程中大分子量的PVP分子鏈自身之間發(fā)生較強相互作用,弱化了對蒙脫石和納米顆粒的表面吸附行為,而PVP與蒙脫石的相互作用中促進層離卡房結構的形成占主導,較少的低分子量聚合物鏈更能起到橋連作用穩(wěn)定卡房結構,且高濃度的還原劑可增加零價鐵晶核形成數量,在總量不變的情況下減小粒徑。
【關鍵詞】：零價鐵 蒙脫石 水溶性聚合物 納米顆粒 分散作用
【學位授予單位】：內蒙古大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ138.11;TB383.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 引言10-12
• 一、蒙脫石晶體結構、特性及應用現狀12-18
• 1.1 蒙脫石晶體結構12-14
• 1.2 蒙脫石特性14-16
• 1.2.1 晶體化學特性14
• 1.2.2 表面物化特性14-15
• 1.2.3 膠體化學特性15-16
• 1.3 蒙脫石應用現狀16-18
• 二、零價鐵納米顆粒制備與表征18-21
• 2.1 零價鐵納米顆粒制備18-19
• 2.2 零價鐵納米顆粒表征19-21
• 三、實驗樣品采集、預處理及基本理化性質分析21-32
• 3.1 蒙脫石21-26
• 3.2 水溶性聚合物26-32
• 3.2.1 水溶性聚合物概述26-27
• 3.2.2 PVP、PEI和PAA27-32
• 四、蒙脫石和水溶性聚合物聯合作用下零價鐵納米顆粒制備可行性研究32-38
• 4.1 引言32-33
• 4.2 實驗部分33-34
• 4.2.1 樣品與試劑33
• 4.2.2 實驗方法33-34
• 4.2.3 表征測試34
• 4.3 結果和討論34-37
• 4.4 小結37-38
• 五、蒙脫石和聚乙烯毗咯烷酮界面作用下零價鐵納米顆粒的制備與表征38-48
• 5.1 引言38
• 5.2 實驗部分38-39
• 5.2.1 樣品與試劑38-39
• 5.2.2 實驗方法39
• 5.2.3 表征測試39
• 5.3 結果與討論39-47
• 5.3.1 單純鐵納米顆粒40-41
• 5.3.2 蒙脫石和PVP參與制備的鐵納米顆粒41-43
• 5.3.3 制備過程中蒙脫石和PVP對鐵納米顆粒性能的影響及機制43-47
• 5.4 小結47-48
• 六、層理蒙脫石和聚乙烯吡咯烷酮界面作用對零價鐵納米顆粒性能調控的影響與機理研究48-66
• 6.1 引言48
• 6.2 實驗部分48-49
• 6.2.1 樣品與試劑48
• 6.2.2 實驗方法48-49
• 6.2.3 表征測試49
• 6.3 結果和討論49-65
• 6.3.1 復合材料制備過程中PVP平均分子量的影響49-55
• 6.3.2 復合材料制備過程中PVP用量的影響55-61
• 6.3.3 復合材料制備過程中B/Fe摩爾比值的影響61-65
• 6.4 小結65-66
• 七、結論、創(chuàng)新和不足66-68
• 7.1 結論和創(chuàng)新66-67
• 7.2 不足67-68
• 參考文獻68-75
• 致謝75

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 吳繼鋒;零價鐵處理廢水的機理及應用[J];安慶師范學院學報(自然科學版);2001年02期

2 湯心虎;黃麗莎;莫測輝;李明玉;;超聲波協同零價鐵降解活性艷紅X-3B[J];環(huán)境科學;2006年06期

3 王宜成;喬顯亮;黃麗萍;陳景文;;零價鐵去除水中鉬的研究[J];環(huán)境科學與技術;2007年06期

4 郭t;王寶娥;;零價鐵在環(huán)境污染治理應用中的研究進展[J];仲愷農業(yè)工程學院學報;2009年04期

5 付豐連;;零價鐵處理污水的最新研究進展[J];工業(yè)水處理;2010年06期

6 龐龍;周慶祥;蘇現伐;;納米零價鐵修飾技術研究進展[J];化工進展;2011年06期

7 陳迪云;張志強;占永革;袁土貴;;零價鐵去除含鈾廢水中的鈾[J];廣州大學學報(自然科學版);2012年04期

8 吳蘭艷;戴友芝;李芬芳;;超聲波/零價鐵協同體系作用機理探討[J];環(huán)境工程;2012年S2期

9 邵小宇;王冬杰;盛國棟;李益民;;零價鐵去除U(Ⅵ)的作用機理及其影響因素[J];核化學與放射化學;2013年01期

10 殷其亮;李筱琴;李瑛;肖陽;;羧甲基纖維素鈉改性零價鐵在石英砂中的遷移能力[J];化工進展;2013年07期

中國重要會議論文全文數據庫 前10條

1 陳曉清;馮曉西;;廢水零價鐵處理的過程研究[A];上海市化學化工學會2005年度學術年會論文摘要集[C];2005年

2 蔣明;張道斌;曹志強;張暉;;零價鐵對活性艷紅X-3B的脫色動力學研究[A];中國化學會第八屆水處理化學大會暨學術研討會論文集[C];2006年

3 劉靜;劉愛榮;張偉賢;;納米零價鐵在修復重金屬污染水體中物理化學性質演變研究[A];2013中國環(huán)境科學學會學術年會浦華環(huán)保優(yōu)秀論文集[C];2013年

4 劉希濤;孫可;張桂香;趙燁;;零價鐵參與的微波水熱反應用于多氯聯苯脫氯[A];第六屆全國環(huán)境化學大會暨環(huán)境科學儀器與分析儀器展覽會摘要集[C];2011年

5 賈漢忠;王傳義;;有機改性蒙脫石負載納米零價鐵的制備及其吸附-降解有機污染物研究[A];第六屆全國環(huán)境化學大會暨環(huán)境科學儀器與分析儀器展覽會摘要集[C];2011年

6 吳麗梅;呂國誠;廖立兵;;活性炭負載納米零價鐵去除污水中六價鉻的研究[A];2012年全國礦物科學與工程學術研討會論文集[C];2012年

7 玄小立;王川;劉鴻;馬軍;;零價鐵技術去除水中氯代有機污染物研究進展[A];第三屆全國環(huán)境化學學術大會論文集[C];2005年

8 張瑞華;孫紅文;;零價鐵去除復合污染條件下鉻、砷動力學研究[A];第三屆全國環(huán)境化學學術大會論文集[C];2005年

9 李益民;李建法;;柱撐膨潤土在零價鐵去除污染物中的協同作用研究[A];中國化學會第27屆學術年會第02分會場摘要集[C];2010年

10 方戰(zhàn)強;邱心泓;丘秀祺;陳金紅;;納米零價鐵在有毒污染物治理中的應用[A];第六屆全國環(huán)境化學大會暨環(huán)境科學儀器與分析儀器展覽會摘要集[C];2011年

中國博士學位論文全文數據庫 前10條

1 梁麗萍;磁場強化零價鐵去除水中Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)的效能和機制[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

2 孫霞;介孔孔道限域納米零價鐵的制備及在地下水污染修復中的應用[D];南京理工大學;2014年

3 李芙蓉;吸附/零價鐵技術處理皂素廢水中糠醛和硫酸根的實驗研究與機理分析[D];中國地質大學;2016年

4 劉菲;處理地下水中揮發(fā)性氯代脂肪烴的零價鐵滲透反應格柵研究[D];中國地質大學（北京）;2003年

5 田凱勛;超聲波/零價鐵體系降解典型氯代芳香化合物特性及機理研究[D];湘潭大學;2013年

6 納曼;腐殖酸對納米零價鐵修復污染物的抑制及抗抑制機理研究[D];浙江大學;2010年

7 陳亮;零價鐵滲透反應格柵中鐵的微生物鈍化效應及電活化技術[D];中國地質大學(北京);2012年

8 徐佳麗;蒙脫石負載納米零價鐵對水溶液中鈾的去除研究[D];中國地質大學;2014年

9 趙進英;零價鐵/過硫酸鈉體系產生硫酸根自由基氧化降解氯酚的研究[D];大連理工大學;2010年

10 朱雪強;巖溶地下水四氯化碳污染的零價鐵修復實驗研究[D];中國礦業(yè)大學;2014年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 王培;纖維素改性納米零價鐵及其對水中染料的脫色降解研究[D];昆明理工大學;2015年

2 和婧;納米零價鐵對陽離子染料脫色降解的研究[D];昆明理工大學;2015年

3 劉小詩;砷鎘超標農田鈍化劑的篩選及調控效應研究[D];中國農業(yè)科學院;2015年

4 劉軍;鈾—碳酸/鈣—鈾—碳酸絡合物又子紅土及納米零價鐵吸附鈾性能的影響[D];東華理工大學;2015年

5 張沖;納米零價鐵芬頓體系降解三氯乙烯實驗研究[D];中國地質大學(北京);2015年

6 孫玉林;廢水中Cr(Ⅵ)、As (Ⅴ)處理技術及其污染去除機理[D];山東建筑大學;2015年

7 趙丹;納米零價鐵去除水中六價鉻、甲基橙染料和三氯乙烯的研究[D];中國地質大學(北京);2014年

8 黃潤竹;ZVI還原地下水中TCE和Cr(Ⅵ)[D];遼寧工業(yè)大學;2016年

9 林丹丹;負載金屬強化零價鐵技術處理廢水研究[D];中國石油大學(華東);2014年

10 吳秋原;改良零價鐵（ZVI）技術對典型硝基酚類污染物的強化控制規(guī)律及集成應用工藝研究[D];南京大學;2014年

，

本文編號：811818