本文選題：鐵酸鹽納米材料　切入點：光催化劑　出處：《南昌航空大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：工業(yè)革命的發(fā)展使得人類生活越來越溫馨舒適,同時也給周邊環(huán)境造成了一定的危害;各種類型的工業(yè)在為人類生活生產(chǎn)出相應(yīng)的支撐社會發(fā)展的產(chǎn)品的同時,也產(chǎn)生了大量具有高毒性、難降解、停留時間長等特性的持久性有機污染物。這些污染物若不經(jīng)過妥善處理而直接排放將對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成巨大的危害。納米材料光催化法和納米材料吸附法,由于其高效快捷且二次污染小等特點,從諸多傳統(tǒng)工藝中脫穎而出成為科研者們的研究熱點。本文以尖晶石型鐵酸鹽為研究對象,以對硝基苯酚、卡馬西平、剛果紅等有機污染物作為目標(biāo)污染物,考察合成的鐵酸鹽基光催化劑或吸附劑對這些污染物的處理性能,并分析其中的作用機理;同時,為了使其能夠運用于實際廢水處理中,本文還探究了材料的穩(wěn)定性能和抗干擾能力,本文主要研究內(nèi)容如下:1、通過兩步溶劑熱法制備出了不同質(zhì)量比的ZnFe_2O_4-ZnIn2S4納米光催化劑,分別采用一系列表征手段對樣品的物相和形貌以及光電性能進行表征;同時選用對硝基苯酚作為目標(biāo)污染物進行光催化性能測試,結(jié)果表明:ZnFe_2O_4的最佳負(fù)載量為2.5wt%,且在此比例下經(jīng)過180 min光照后約有90%的4-NP被降解;通過對降解過程中的中間產(chǎn)物以及光催化機理分析可知該復(fù)合光催化劑在降解過程中能夠?qū)?-NP礦化為小分子無機物從而達到將4-NP無害化處理,同時·O2-和h+是起主要作用的活性基團;同時2.5wt%的ZnFe_2O_4-ZnIn2S4經(jīng)過三次循環(huán)利用后其物相并沒有發(fā)生改變,只是光催化性能降低10%左右,當(dāng)該催化劑處于剛果紅、甲基橙、4-NP三種污染物兩兩混合或者三種同時混合的混合溶液中時,其依然表現(xiàn)出較高的光催化性能,表明該材料具有較高的穩(wěn)定性和抗干擾能力。2、通過溶劑熱法和煅燒法制備出含有不同石墨烯量的磁性CoFe_2O_4/GO納米吸附劑,利用一系列納米材料表征手段對所制備的樣品的物相、形貌等參數(shù)進行表征,并選用卡馬西平作為目標(biāo)污染物探究合成的材料的吸附性能,結(jié)果表明:制備的材料對卡馬西平的吸附模型均遵循Langmuir吸附模型且相應(yīng)的吸附性能與比表面積變化規(guī)律相似,其中石墨烯加入量為2 ml時為最佳比例,在此比例下材料對卡馬西平的吸附容量最大為50.5 mg/g,且吸附量隨著溫度的增加而降低,是一種典型的放熱反應(yīng);分析該吸附過程可以發(fā)現(xiàn)其對卡馬西平的吸附過程更趨向偽二級動力學(xué)模型。5次磁性回收再利用后,CoFe_2O_4/2GO對卡馬西平的吸附性能僅降低了約10%,表明其具有良好的磁性和穩(wěn)定性;面對卡馬西平、雙酚A、阿特拉津這三種不同的有機污染物CoFe_2O_4/2GO表現(xiàn)出不同的吸附性能,不管是在單一溶液中或者是三種混合溶液的競爭體系中,其對這三種污染物的吸附能力總是表現(xiàn)為雙酚A卡馬西平阿特拉津。3、以尿素鐵和尿素鋅為前軀體通過高溫煅燒法制備出了不同Zn/Fe比的ZnFe_2O_4/ZnO納米材料,并分別采用一系列手段對合成的樣品進行表征,同時選取剛果紅、亞甲基藍(lán)等有機染料作為處理對象,對材料的光催化性能和吸附性能進行研究。結(jié)果表明:該法制備的產(chǎn)物的物相和形貌隨著Zn/Fe比的變化而變化,當(dāng)Zn或Fe的量為0時所制備的產(chǎn)物為團聚在一起的赤鐵礦Fe2O3或六方晶型ZnO,而當(dāng)同時加入Zn與Fe時得到的產(chǎn)物為一些顆粒狀的ZnFe_2O_4/Zn O復(fù)合物,且隨著Zn/Fe比的增高ZnO的衍射峰強度增高,同時團聚現(xiàn)象也有所改善,表明增加Zn含量可以減輕ZnFe_2O_4/ZnO的團聚現(xiàn)象。從光催化降解剛果紅結(jié)果可以看出,所制備的材料對剛果紅的去除過程是一個吸附和光催化反應(yīng)協(xié)同作用的過程,研究發(fā)現(xiàn)最佳Zn/Fe比為1.5:1,同時·OH在此過程中起主導(dǎo)作用;通過吸附實驗可以發(fā)現(xiàn)所制備的ZnFe_2O_4/ZnO對剛果紅的吸附過程遵循Langmuir吸附模型和偽二級動力學(xué)模型,同時此復(fù)合材料對于水中的弱堿性及酸性有機染料具有較強的去除能力。
[Abstract]:In this paper , a series of characterization methods are used to characterize the biological environment and human health . The results show that the optimal loading of ZnFe _ 2O _ 4 is 2.5 wt % . The adsorption of ZnFe _ 2O _ 4 / ZnO with different Zn / Fe ratios was studied by means of high temperature calcination . The results showed that the Zn / Fe ratio was 1.5 鈭，

本文編號：1674579