本文關(guān)鍵詞：二氧化硅納米纖維于鋁膜腔體內(nèi)的合成研究

  更多相關(guān)文章： 多孔陽極氧化鋁膜 有機(jī)小分子 二氧化硅 納米纖維 金屬離子 吸附分離

【摘要】：進(jìn)入21世紀(jì)以來,納米技術(shù)作為一門新興學(xué)科,引起了物理、化學(xué)、生物、材料等較多領(lǐng)域的極大興趣和關(guān)注。隨著納米科技的不斷發(fā)展,人們通過多種手段相繼合成出具有不同形貌的納米材料。典型的一維納米材料有如納米管、納米線、納米棒、納米帶等,其中二氧化硅納米纖維因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能被廣泛應(yīng)用于催化劑載體、傳感器、藥物緩釋和環(huán)境治理等領(lǐng)域。特別是其大的比表面積和表面存在大量的羥基,使其成為一種理想的金屬離子吸附分離材料。本論文分別在以有機(jī)小分子為模板和無有機(jī)模板劑的條件下,采用溶膠凝膠的方法,通過壓力誘導(dǎo)的方式,于多孔陽極氧化鋁膜腔體內(nèi)進(jìn)行了二氧化硅納米纖維材料的合成。利用N2吸附脫附(BET)、掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)等表征手段,考察了正硅酸乙酯(TEOS)濃度、晶化時(shí)間對(duì)二氧化硅納米纖維產(chǎn)物形貌的影響,實(shí)驗(yàn)制得的復(fù)合功能鋁膜成功用于金屬離子(Fe~(2+))的分離,同時(shí)考察了溶液的pH值、流速等因素對(duì)吸附分離的影響。具體工作如下:(1)以有機(jī)小分子為模板于鋁膜腔體內(nèi)的二氧化硅納米纖維的合成及其對(duì)金屬離子(Fe~(2+))的吸附分離性能研究。在以有機(jī)小分子葡萄糖為模板于鋁膜腔體內(nèi)合成二氧化硅納米纖維體系中,通過N2吸附-脫附分析表明:當(dāng)晶化時(shí)間為24 h時(shí),此時(shí)的比表面積為7.1874 m2/g,孔體積為0.0394 mL/g。通過TEM可以看到,在形成的二氧化硅納米纖維表面,分布著大小較為均一的孔道。在以有機(jī)小分子DBTA為模板于鋁膜腔體內(nèi)合成二氧化硅納米纖維體系中,通過N2吸附-脫附分析表明:當(dāng)晶化時(shí)間為24 h時(shí),此時(shí)的比表面積為12.0531m2/g,孔體積為0.0384 mL/g。由TEM可以看出,合成的二氧化硅納米纖維表面具有較為明顯的孔狀結(jié)構(gòu)。通過上述方法制得的復(fù)合功能鋁膜被應(yīng)用于吸附分離金屬離子(Fe~(2+)),結(jié)果表明:實(shí)驗(yàn)固定Fe~(2+)的量為1.0μg/mL,最佳吸附條件為pH為5.0,流速1.5 mL/min,試樣體積為2 mL。(2)以無有機(jī)模板劑為模板于鋁膜腔體內(nèi)的二氧化硅納米纖維的合成及其對(duì)金屬離子(Fe~(2+))的吸附分離性能研究。在無有機(jī)物為模板的情況下于鋁膜腔體內(nèi)進(jìn)行二氧化硅納米纖維合成研究中發(fā)現(xiàn),改變正硅酸乙酯的濃度和調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物的形貌產(chǎn)生一定的影響,最佳制備條件為正硅酸乙酯濃度為0.4 mol/L,晶化時(shí)間為48 h時(shí),制得的納米纖維長60μm,直徑約為100 nm。實(shí)驗(yàn)將無有機(jī)物為模板情況下制得的復(fù)合功能鋁膜成功用于金屬離子(Fe~(2+))的吸附分離,考察了溶液的pH值、流速和體積對(duì)吸附分離效果的影響。實(shí)驗(yàn)表明在固定Fe~(2+)的量為1.0μg/mL時(shí),pH為5.0、流速為1.0 mL/min,試樣體積為2mL時(shí)吸附分離效果最佳。
【關(guān)鍵詞】：多孔陽極氧化鋁膜 有機(jī)小分子 二氧化硅 納米纖維 金屬離子 吸附分離
【學(xué)位授予單位】：重慶師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.1
【目錄】：

• 中文摘要5-7
• 英文摘要7-11
• 1 緒論11-22
• 1.1 研究背景及意義11-19
• 1.1.1. 納米材料的定義和性質(zhì)11-12
• 1.1.2. 一維納米材料12-13
• 1.1.3. 二氧化硅的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)13-15
• 1.1.4. 二氧化硅納米纖維的制備15-17
• 1.1.5. 二氧化硅納米纖維的表征17-18
• 1.1.6. 二氧化硅納米纖維應(yīng)用于金屬離子（Fe~(2+)）的吸附分離18-19
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3 本論文選題依據(jù)、意義和研究內(nèi)容20-22
• 2 以有機(jī)小分子為模板的SiO_2納米纖維于鋁膜腔體內(nèi)的合成及吸附分離性能研究22-33
• 2.1 引言22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分22-25
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器22-24
• 2.2.2 前驅(qū)液的制備24
• 2.2.3 復(fù)合功能鋁膜的制備24
• 2.2.4 二氧化硅納米纖維的制備24
• 2.2.5 復(fù)合功能鋁膜對(duì)Fe~(2+)的吸附分離24-25
• 2.3 結(jié)果與討論25-33
• 2.3.1 以葡萄糖為模板的SiO_2納米纖維于鋁膜腔體內(nèi)的合成及吸附分離性能研究25-28
• 2.3.2 以DBTA為模板的SiO_2納米纖維于鋁膜腔體內(nèi)的合成及吸附分離性能研究..182.4 本章小結(jié)28-33
• 3 無有機(jī)模板劑的SiO_2納米纖維于鋁膜腔體內(nèi)的合成及其吸附分離性能研究33-46
• 3.1 引言33
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分33-35
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器33-34
• 3.2.2 前驅(qū)液的制備34
• 3.2.3 復(fù)合功能鋁膜的制備34
• 3.2.4 二氧化硅納米纖維的制備34
• 3.2.5 復(fù)合功能鋁膜對(duì)Fe~(2+)的吸附分離34-35
• 3.3 結(jié)果與討論35-45
• 3.3.1 二氧化硅納米纖維的形貌及特征35-37
• 3.3.2 反應(yīng)結(jié)果的影響37-44
• 3.3.3 復(fù)合功能鋁膜對(duì)Fe~(2+)的吸附分離44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 4 結(jié)論與展望46-47
• 參考文獻(xiàn)47-53
• 附錄：作者攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研情況53-54
• 致謝54

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