Fe 3 O 4 /C復(fù)合材料的制備及其對硝基苯系物的吸附性能研究
發(fā)布時間:2021-02-06 19:36
本論文采用溶膠—凝膠法和物理活化法兩步法,以海藻酸鈉為碳源和還原劑,以硝酸鐵為鐵源和交聯(lián)劑,合成了一種Fe3O4/C的多孔材料,并表征了其結(jié)構(gòu)。探究了這種多孔材料對硝基苯的吸附性能,并通過對苯系物吸附平衡的研究,進一步討論了吸附機理。1、從綠色化學(xué)的角度出發(fā),利用廉價易得的生物質(zhì)材料海藻酸鈉在以Fe(Ⅲ)為交聯(lián)劑的條件下,生成了具有一定孔道結(jié)構(gòu)的凝膠球,將凝膠球冷凍干燥后,在氮氣的氛圍中,不同溫度下進行煅燒,F(xiàn)e(Ⅲ)可被海藻酸鈉還原,得到Fe3O4,同時,海藻酸鈉為碳源,最終得到一種Fe3O4/C的多孔材料。通過XRD、SEM、TEM、BET等一系列的表征手段,確定了該材料的物理和結(jié)構(gòu)性質(zhì)。2、以Fe3O4/C復(fù)合材料為吸附劑,研究了其對硝基苯的吸附效果,探究了吸附時間、吸附劑量、吸附質(zhì)初始濃度對吸附過程的影響。結(jié)果表明,F(xiàn)e3O4/C-1000復(fù)合材料能夠在1小時實現(xiàn)對硝基苯的快速吸附,吸附量可達到57.48mg/g;隨著吸附劑投入量的不斷增加,硝基苯去除率不斷提高,可高于97%;隨著硝基苯初始濃度的增加,去除率呈下降趨勢,但是相對吸附量則呈現(xiàn)上升趨勢,吸附過程符合Langmuir...
【文章來源】:北京理工大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
MCM-41的吸附動力學(xué)圖
An-Hui Lu[17]等人合成了 Fe3O4@h-C@Pt 的孔殼結(jié)構(gòu),方法如圖 1.2 所示,先合成可 Fe3O4納米粒子,將其放入到油酸的水溶液中,超聲分散后,加入 DA/HMT 溶液中,轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜內(nèi),160 ℃,反應(yīng) 4 小時,得到 Fe3O4@h—C,將產(chǎn)物放到 Pt2+溶液中的,干燥后,產(chǎn)物在氫氬氣氛中,500℃反應(yīng) 2 小時,即得到 Pt 金屬分散很好的Fe3O4@h-C@Pt。用該材料進行硝基苯在氫氣氛圍下降解為苯胺的催化反應(yīng),發(fā)現(xiàn)出第一輪催化外,以煅燒的方法回收催化劑后,第 2 到 4 輪催化效果均大于 99%。
-Fe2O3的表面為聚多巴胺,碳化后得到摻雜 N 的碳包裹的 Fe3O4。超聲分散得到的赤鐵礦溶液中加入多巴胺,攪拌干燥后,在氬氣氛圍中加熱到 150℃保溫 1 小時,繼續(xù)加熱到 500℃反應(yīng) 4 小時,即得到了 N 摻雜碳包裹的 Fe3O4。通過調(diào)節(jié)多巴胺濃度,可以得到不同厚度的碳層,發(fā)現(xiàn)當(dāng)多巴胺濃度為 1mg/mL 是碳含量為 3%,碳層厚度為 2 nm,當(dāng)濃度為 3mg/ml 時碳含量增長到 28%,碳層厚度為 24 nm。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Adsorption properties of nitrobenzene in wastewater with silica aerogels[J]. CUI Sheng1,LIU XueYong2,LIU Yu2,SHEN XiaoDong1,LIN BenLan1,3,HAN GuiFang1 & WU ZhanWu1 1 College of Material Science and Engineering,Nanjing University of Technology,Nanjing 210009,China;2 Institute of Chemical Materials,CAEP,Mianyang 621900,China;3 Editorial Board of Journal,Nanjing University of Technology,Nanjing 210009,China. Science China(Technological Sciences). 2010(09)
[2]生物碳質(zhì)吸附劑對水中有機污染物的吸附作用及機理[J]. 陳寶梁,周丹丹,朱利中,沈?qū)W優(yōu). 中國科學(xué)(B輯:化學(xué)). 2008(06)
[3]活性炭孔結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)對吸附硝基苯的影響[J]. 劉守新,陳曦,張顯權(quán). 環(huán)境科學(xué). 2008(05)
[4]活性炭的光催化再生機理[J]. 劉守新,陳廣勝,孫承林. 環(huán)境化學(xué). 2005(04)
[5]紡織染整加工與水污染[J]. 陳克強. 環(huán)境科學(xué)進展. 1994(05)
本文編號:3020980
【文章來源】:北京理工大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
MCM-41的吸附動力學(xué)圖
An-Hui Lu[17]等人合成了 Fe3O4@h-C@Pt 的孔殼結(jié)構(gòu),方法如圖 1.2 所示,先合成可 Fe3O4納米粒子,將其放入到油酸的水溶液中,超聲分散后,加入 DA/HMT 溶液中,轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜內(nèi),160 ℃,反應(yīng) 4 小時,得到 Fe3O4@h—C,將產(chǎn)物放到 Pt2+溶液中的,干燥后,產(chǎn)物在氫氬氣氛中,500℃反應(yīng) 2 小時,即得到 Pt 金屬分散很好的Fe3O4@h-C@Pt。用該材料進行硝基苯在氫氣氛圍下降解為苯胺的催化反應(yīng),發(fā)現(xiàn)出第一輪催化外,以煅燒的方法回收催化劑后,第 2 到 4 輪催化效果均大于 99%。
-Fe2O3的表面為聚多巴胺,碳化后得到摻雜 N 的碳包裹的 Fe3O4。超聲分散得到的赤鐵礦溶液中加入多巴胺,攪拌干燥后,在氬氣氛圍中加熱到 150℃保溫 1 小時,繼續(xù)加熱到 500℃反應(yīng) 4 小時,即得到了 N 摻雜碳包裹的 Fe3O4。通過調(diào)節(jié)多巴胺濃度,可以得到不同厚度的碳層,發(fā)現(xiàn)當(dāng)多巴胺濃度為 1mg/mL 是碳含量為 3%,碳層厚度為 2 nm,當(dāng)濃度為 3mg/ml 時碳含量增長到 28%,碳層厚度為 24 nm。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Adsorption properties of nitrobenzene in wastewater with silica aerogels[J]. CUI Sheng1,LIU XueYong2,LIU Yu2,SHEN XiaoDong1,LIN BenLan1,3,HAN GuiFang1 & WU ZhanWu1 1 College of Material Science and Engineering,Nanjing University of Technology,Nanjing 210009,China;2 Institute of Chemical Materials,CAEP,Mianyang 621900,China;3 Editorial Board of Journal,Nanjing University of Technology,Nanjing 210009,China. Science China(Technological Sciences). 2010(09)
[2]生物碳質(zhì)吸附劑對水中有機污染物的吸附作用及機理[J]. 陳寶梁,周丹丹,朱利中,沈?qū)W優(yōu). 中國科學(xué)(B輯:化學(xué)). 2008(06)
[3]活性炭孔結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)對吸附硝基苯的影響[J]. 劉守新,陳曦,張顯權(quán). 環(huán)境科學(xué). 2008(05)
[4]活性炭的光催化再生機理[J]. 劉守新,陳廣勝,孫承林. 環(huán)境化學(xué). 2005(04)
[5]紡織染整加工與水污染[J]. 陳克強. 環(huán)境科學(xué)進展. 1994(05)
本文編號:3020980
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