發(fā)布時(shí)間：2021-10-16 03:43

　　水污染已經(jīng)對(duì)公眾健康和生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴(yán)重威脅。因此,水污染控制與修復(fù)就顯得十分重要。吸附法由于具有吸附劑種類多、簡(jiǎn)單易行的操作、高效、低成本和良好的可重復(fù)使用性而被認(rèn)為是一種有前途的技術(shù)。同時(shí),氧化/還原技術(shù)也受到了人們的廣泛關(guān)注,其在去除水體中的有機(jī)污染物時(shí),污染物可能會(huì)被降解為危害較小的形式,甚至是無(wú)機(jī)物質(zhì)。本論文旨在設(shè)計(jì)合成出一系列新型磁性納米復(fù)合材料,以CoFe₂O₄或Fe₃O₄為磁性介質(zhì)核心,以聚4-乙烯基吡啶（P4VP）作為功能性基質(zhì),以期獲得水體中有機(jī)污染物的高效去除。研究的主要內(nèi)容和結(jié)論如下:1.設(shè)計(jì)合成了GO-Fe₃O₄@P4VP、Al-MOF-Fe₃O₄@P4VP和CoFe₂O₄-P4VP@Ag NPs三種P4VP基磁性納米復(fù)合材料,采用掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、元素分析、比表面積測(cè)試儀（BET）、X射線衍射（XRD）、X射... 

【文章來(lái)源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：109 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

P4VP基磁性納米復(fù)合材料的研究路線圖

4與水溶液分離。最后，將GO-Fe3O4放在烘箱內(nèi)，在60℃下干燥2h。根據(jù)文獻(xiàn)[153]報(bào)道的方法并進(jìn)行了一些修改，成功合成了GO-Fe3O4@P4VP磁性納米復(fù)合材料。在氮?dú)夥諊�，�?.5gGO-Fe3O4添加到70mLN,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，并攪拌20min。然后，將0.1g的偶氮二異丁腈（AIBN）和10mL的4-VP加入到混合物中。接著，將聚合反應(yīng)置于70℃的恒溫油浴中。攪拌反應(yīng)48h后，將所得產(chǎn)物冷卻至室溫，用DMF洗滌并用磁鐵收集沉淀物。最后將合成的GO-Fe3O4@P4VP磁性納米復(fù)合材料在60℃烘箱內(nèi)干燥8h。GO-Fe3O4@P4VP的合成路線圖如2-1所示：圖2-1GO-Fe3O4@P4VP磁性納米復(fù)合材料的合成路線圖2.2.3GO-Fe3O4@P4VP的表征用掃描電子顯微鏡（SEM,dual-beamFIB-SEM）觀察所制備材料的表面特征和形態(tài)；采用透射電子顯微鏡（TEM,TECNAIG2TF20）來(lái)觀察所制備材料的形態(tài)和尺寸；使用元素分析儀（PerkinElmer2400）測(cè)定所制備材料的元素組成；使用比表面積測(cè)試儀（BET，MicromeriticsChemisorb2750）在77K下通過(guò)N2吸附-解吸等溫線來(lái)分析所制備材料的孔體積、孔徑和比表面積；所制備材料的晶體結(jié)構(gòu)通過(guò)X-ray粉末衍射儀（XRD，x"pertpro）來(lái)檢測(cè)；所制備材

蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文聚4-乙烯基吡啶基磁性納米材料對(duì)典型有機(jī)物的去除研究230.82％和1.27％，這表明成功制備出了GO-Fe3O4@P4VP磁性納米復(fù)合材料。同時(shí)，還測(cè)量了GO、GO-Fe3O4和GO-Fe3O4@P4VP的孔體積、孔徑和比表面積。GO的比表面積經(jīng)計(jì)算為15.19m2/g，遠(yuǎn)低于GO-Fe3O4和GO-Fe3O4@P4VP的比表面積（分別為132.02m2/g和106.86m2/g）。GO的平均孔徑和總孔體積分別為15.50nm和0.06cm3/g，但是當(dāng)涉及到GO-Fe3O4和GO-Fe3O4@P4VP時(shí)，相應(yīng)的值分別為7.81nm和0.26cm3/g；7.55nm和0.20cm3/g。比表面積和孔體積的增加可歸因于GO和P4VP的添加，導(dǎo)致所制備的磁性納米復(fù)合材料的表面變得更加粗糙。因此，具有多孔結(jié)構(gòu)和高比表面積的GO-Fe3O4@P4VP磁性納米復(fù)合材料將為染料分子提供更多可用的活性位點(diǎn)和反應(yīng)性表面積，從而提高其對(duì)MB的吸附能力。圖2-2GO（a）、GO-Fe3O4（b）和GO-Fe3O4@P4VP（c）的SEM圖;GO（d）、GO-Fe3O4（e）和GO-Fe3O4@P4VP（f）的TEM圖GO、Fe3O4、GO-Fe3O4和GO-Fe3O4@P4VP的XRD譜圖如圖2-3a所示，2θ=26.5°處的峰是未經(jīng)處理過(guò)的石墨烯的特征峰[154]。GO-Fe3O4在30.2°、35.5°、43.1°、57.0°和62.5°處的衍射峰分別對(duì)應(yīng)于Fe3O4純立方尖晶石晶體結(jié)構(gòu)（220）、（311）、（400）、（511）和（440）（根據(jù)JCPDS卡號(hào)11-0614）。同時(shí)，GO-Fe3O4磁性納米復(fù)合材料的這些衍射峰也出現(xiàn)在GO-Fe3O4@P4VP復(fù)合材料中，這表明GO-Fe3O4已經(jīng)成功固定在GO-Fe3O4@P4VP復(fù)合材料中。FTIR是研究GO-Fe3O4和GO-Fe3O4@P4VP磁性納米復(fù)合材料的表面基團(tuán)的常用技術(shù)。如圖2-3b所示，在569cm-1處的吸附峰對(duì)應(yīng)于Fe-O的伸縮振動(dòng)，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]甘氨酸改性TiO2材料的合成及其對(duì)染料的吸附性能[J]. 張林,馮江濤,王寧,徐浩,延衛(wèi).  環(huán)境化學(xué). 2018(12)
[2]Analysis of the formation process and performance of magnetic Fe3O4@Poly（4-vinylpyridine） absorbent prepared by in-situ synthesis[J]. Birong Zeng,Li Yang,Wei Zheng,Jihong Zhu,Xiaojun Ma,Xinyu Liu,Conghui Yuan,Yiting Xu,Lizong Dai.  Journal of Materials Science & Technology. 2018(06)
[3]不同鋁系混凝劑處理印染廢水[J]. 郭玥,杜磊,李慶,徐慧.  環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2016(04)
[4]MnFe2O4@PANI@Ag Heterogeneous Nanocatalyst for Degradation of Industrial Aqueous Organic Pollutants[J]. Md.Amir,U.Kurtan,A.Baykal,H.S?zeri.  Journal of Materials Science & Technology. 2016(02)
[5]Co-Fe/SBA-15與過(guò)一硫酸鹽聯(lián)用非均相催化降解水中染料羅丹明B（英文）[J]. 胡龍興,楊帆,鄒聯(lián)沛,袁航,胡星.  催化學(xué)報(bào). 2015(10)

博士論文
[1]聚合物基新型復(fù)合吸附材料的制備及對(duì)水體中重金屬污染物的吸附性能研究[D]. 李曉麗.蘭州大學(xué) 2013

碩士論文
[1]磁性納米復(fù)合材料的制備及其去除水體中有機(jī)污染物的性能研究[D]. 魯海軍.蘭州大學(xué) 2019
[2]絡(luò)合劑耦合硫化零價(jià)鐵增強(qiáng)廢水中偶氮染料去除及機(jī)理研究[D]. 張練.山東大學(xué) 2019
[3]聚（馬來(lái)酸酐-co-丙烯酸-co-丙烯酰胺）水凝膠對(duì)廢水中染料的去除研究[D]. 高婷.吉林大學(xué) 2018
[4]改性活性炭去除水中布洛芬效果的研究[D]. 張秋華.湖南大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3439079