鐵基多孔材料的制備及其在水體中的應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-18 12:54
鐵基多孔材料被人們認(rèn)為是一種有著特殊性能的材料,其內(nèi)部具有很多的不連通的,半連通的,或者是連通孔洞。并且鐵基多孔材料還具有良好的磁性,高的比表面積,多的活性位點(diǎn)等優(yōu)異性能,因此廣泛應(yīng)用于催化、核磁共振成像、染料吸附、染料的催化降解以及水的催化裂解等領(lǐng)域。在眾多鐵基多孔材料中,普魯士藍(lán)(PB)作為第一個(gè)人工合成的染料,于18世紀(jì)初,柏林的一位涂料制造商Heinrich Diesbach無意中發(fā)現(xiàn),又被稱為中國(guó)藍(lán)、柏林藍(lán)、米洛麗藍(lán)等。由于其良好的生物相容性和磁性,普魯士藍(lán)在生物成像造影劑領(lǐng)域的應(yīng)用成為近年來的研究熱點(diǎn)。而另一種鐵基多孔材料四氧化三鐵復(fù)合碳(Fe3O4/C)除了具有優(yōu)良的磁性外,還具有較高的比表面積,較多的吸附位點(diǎn)等特點(diǎn)。因此,Fe3O4/C在可磁性回收的染料吸附劑領(lǐng)域受到學(xué)者的廣泛關(guān)注;诖,本工作主要研究了鐵基多孔材料普魯士藍(lán)和Fe3O4/C的制備、表征、及應(yīng)用。具體研究?jī)?nèi)容如下:1.本工作首先采用水浴法制備了立方塊結(jié)構(gòu)的普魯士藍(lán),然后分別采用不同濃度的鹽酸水溶液對(duì)立方塊結(jié)構(gòu)的普魯士藍(lán)進(jìn)行刻蝕來獲得一系列多孔普魯士藍(lán)。通過改變刻蝕劑鹽酸的濃度可以實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品Zeta電位(...
【文章來源】:青島科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
刻蝕前樣品的掃描電鏡照片及單個(gè)顆粒的放大掃描電鏡照片
青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文215μm500nm(b)圖2-3刻蝕前樣品的掃描電鏡照片及單個(gè)顆粒的放大掃描電鏡照片F(xiàn)igure2-3AnFESEMimageoftheas-synthesizedproductpriortoacidetching.Azoom-inimageofasingleparticleisshownasaninset(a)(c)(d)(e)(f)(b)圖2-4經(jīng)(a)0.5、(b)1、(c,d)1.5、(e)2、(f)2.5molL-1鹽酸酸蝕處理合成產(chǎn)物后的掃描電鏡照片。所有標(biāo)尺均代表500nmFigure2-4FESEMimagesoftheas-synthesizedproductsafteracidetchingtreatmentwith(a)0.5,(b)1,(c,d)1.5,(e)2and(f)2.5molL-1ofHClaqueoussolutions.Allscalebarsrepresent500nm
鐵基多孔材料的制備及其在水體中的應(yīng)用研究22為了進(jìn)一步研究這些刻蝕立方塊的結(jié)構(gòu)演變,進(jìn)行了透射和選區(qū)電子衍射表征。作為參考樣本,原始普魯士藍(lán)立方塊具有清晰的輪廓(圖2-5a)和單晶性質(zhì)(圖2-5b)。圖2-5c中的高分辨率透射電鏡照片進(jìn)一步驗(yàn)證了其單晶性,0.514nm左右的條紋間距對(duì)應(yīng)于普魯士藍(lán)的{100}晶面族的晶面間距。在不同鹽酸水溶液濃度下進(jìn)行刻蝕處理后,立方體輪廓不同程度地變形,最終結(jié)構(gòu)坍塌形成一些小顆粒(圖2-6a-e)。圖2-6f-i中的選區(qū)電子衍射照片顯示,直到HCl濃度達(dá)到2.5molL-1,SAED圖中的尖銳的斑點(diǎn)最終演變成多晶環(huán)(圖2-6j),這意味著完整的立方體會(huì)分解成多個(gè)納米顆粒,但由于PVP的空間位阻效應(yīng),它們?nèi)匀痪奂谝黄穑▓D2-6e)使得單晶度得以維持。此外,只要鹽酸水溶液的濃度低于2molL-1,粒徑仍保持在1μm左右。而當(dāng)鹽酸水溶液的濃度超過2molL-1,粒徑急劇減小尺寸約為500nm(圖2-6e)。500nm(a)(b)(_100)(010)(110)[001](c)10nm5.145.14[010][100]圖2-5酸蝕前合成產(chǎn)物的(a)透射電鏡照片,(b)選區(qū)電子衍射照片和(c)高分辨率透射電鏡照片F(xiàn)igure2-2(a)TEMimage,(b)SAEDpatternand(c)HRTEMimageoftheas-synthesizedproductpriortoacidetching
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鐵基多孔金屬材料的研究現(xiàn)狀[J]. 王丹,李鐘萍,王雪,譚震. 熱加工工藝. 2011(08)
[2]核磁共振T1、T2加權(quán)成像[J]. 劉東華,孫朝暉. 物理與工程. 2004(03)
本文編號(hào):3349925
【文章來源】:青島科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
刻蝕前樣品的掃描電鏡照片及單個(gè)顆粒的放大掃描電鏡照片
青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文215μm500nm(b)圖2-3刻蝕前樣品的掃描電鏡照片及單個(gè)顆粒的放大掃描電鏡照片F(xiàn)igure2-3AnFESEMimageoftheas-synthesizedproductpriortoacidetching.Azoom-inimageofasingleparticleisshownasaninset(a)(c)(d)(e)(f)(b)圖2-4經(jīng)(a)0.5、(b)1、(c,d)1.5、(e)2、(f)2.5molL-1鹽酸酸蝕處理合成產(chǎn)物后的掃描電鏡照片。所有標(biāo)尺均代表500nmFigure2-4FESEMimagesoftheas-synthesizedproductsafteracidetchingtreatmentwith(a)0.5,(b)1,(c,d)1.5,(e)2and(f)2.5molL-1ofHClaqueoussolutions.Allscalebarsrepresent500nm
鐵基多孔材料的制備及其在水體中的應(yīng)用研究22為了進(jìn)一步研究這些刻蝕立方塊的結(jié)構(gòu)演變,進(jìn)行了透射和選區(qū)電子衍射表征。作為參考樣本,原始普魯士藍(lán)立方塊具有清晰的輪廓(圖2-5a)和單晶性質(zhì)(圖2-5b)。圖2-5c中的高分辨率透射電鏡照片進(jìn)一步驗(yàn)證了其單晶性,0.514nm左右的條紋間距對(duì)應(yīng)于普魯士藍(lán)的{100}晶面族的晶面間距。在不同鹽酸水溶液濃度下進(jìn)行刻蝕處理后,立方體輪廓不同程度地變形,最終結(jié)構(gòu)坍塌形成一些小顆粒(圖2-6a-e)。圖2-6f-i中的選區(qū)電子衍射照片顯示,直到HCl濃度達(dá)到2.5molL-1,SAED圖中的尖銳的斑點(diǎn)最終演變成多晶環(huán)(圖2-6j),這意味著完整的立方體會(huì)分解成多個(gè)納米顆粒,但由于PVP的空間位阻效應(yīng),它們?nèi)匀痪奂谝黄穑▓D2-6e)使得單晶度得以維持。此外,只要鹽酸水溶液的濃度低于2molL-1,粒徑仍保持在1μm左右。而當(dāng)鹽酸水溶液的濃度超過2molL-1,粒徑急劇減小尺寸約為500nm(圖2-6e)。500nm(a)(b)(_100)(010)(110)[001](c)10nm5.145.14[010][100]圖2-5酸蝕前合成產(chǎn)物的(a)透射電鏡照片,(b)選區(qū)電子衍射照片和(c)高分辨率透射電鏡照片F(xiàn)igure2-2(a)TEMimage,(b)SAEDpatternand(c)HRTEMimageoftheas-synthesizedproductpriortoacidetching
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鐵基多孔金屬材料的研究現(xiàn)狀[J]. 王丹,李鐘萍,王雪,譚震. 熱加工工藝. 2011(08)
[2]核磁共振T1、T2加權(quán)成像[J]. 劉東華,孫朝暉. 物理與工程. 2004(03)
本文編號(hào):3349925
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