本文關(guān)鍵詞：新型磁性多孔碳材料的制備及分析應(yīng)用

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【摘要】：磁性多孔碳材料(Magnetic porous carbon materials)由于其同時具有磁性性質(zhì)以及多孔性質(zhì),因此在分離富集領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注。本工作意在探究一種嶄新的,簡單的、環(huán)保的以及經(jīng)濟(jì)的方法去制備磁性優(yōu)良、吸附性能優(yōu)秀的磁性多孔碳材料。本論文主要包括以下四個部分：(1)緒論總結(jié)了磁性多孔碳材料的特點、主要的合成方法以及應(yīng)用領(lǐng)域。(2)磁性多孔碳材料的制備及表征本章實驗采用了共模板法制備磁性多孔碳材料,使用瓊脂為碳源,Zn(NO_3)_2·6H_2O和FeCl_3為模板劑。利用瓊脂表面豐富的羥基官能團(tuán)與金屬離子進(jìn)行結(jié)合,形成組分分散均勻的前驅(qū)體,并在高溫煅燒的過程中去除Zn模板。對所合成的材料MPC進(jìn)行表征測試,結(jié)果表明實驗所開發(fā)的方法可行,所合成的材料不僅具有良好的磁性,同時也具有較大的比表面積和孔體積。(3)磁性多孔碳材料對對硝基酚的吸附由于所制備材料MPC的可分離磁性、較大的比表面積與孔體積,本章實驗利用MPC作為吸附劑,進(jìn)行了對4-NP的吸附實驗,并對吸附過程進(jìn)行了系統(tǒng)的探究和評價。結(jié)果表明MPC對4-NP的吸附能力達(dá)到了227.27 mg/g,且吸附過程為放熱過程、單層吸附和不可逆吸附,同時所合成的材料MPC有著令人滿意的循環(huán)使用效果。(4)改性磁性多孔碳材料對亞甲基藍(lán)的選擇性吸附為了提高所合成材料MPC的吸附性能與吸附選擇性,本章實驗創(chuàng)新的使用聚電解質(zhì)聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)作為修飾劑對MPC進(jìn)行修飾改性,通過實驗表征證明了所采用的方法成功的合成了表面帶負(fù)電荷的PSS-MPC,并使用帶正電的亞甲基藍(lán)與帶負(fù)電的甲基橙作為模型吸附物質(zhì)對其吸附選擇性進(jìn)行了評價。同時評價和研究了PSS-MPC對MB的吸附能力與吸附過程,結(jié)果表明改性后的材料PSS-MPC對MB的吸附能力從243.9 mg/g提高至270.3 mg/g,且吸附過程為吸熱過程、單層吸附以及不可逆吸附。本實驗所合成的改性材料不僅提高了材料的吸附能力而且提高了吸附選擇性,這對其它材料合成有一定的參考價值。
【關(guān)鍵詞】：磁性多孔碳材料 吸附
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ127.11;TB383.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-20
• 1.1 磁性多孔碳材料的概述8
• 1.2 磁性多孔碳材料的合成方法8-14
• 1.2.1 共沉淀法9-10
• 1.2.2 水熱法10-11
• 1.2.3 模板法11-13
• 1.2.4 碳化金屬有機(jī)骨架材料法13-14
• 1.3 磁性多孔碳材料的應(yīng)用14-17
• 1.3.1 磁性多孔碳材料在催化劑領(lǐng)域中的應(yīng)用15
• 1.3.2 磁性多孔碳材料在電池材料領(lǐng)域中的應(yīng)用15-16
• 1.3.3 磁性多孔碳材料在吸附分離領(lǐng)域中的應(yīng)用16
• 1.3.4 磁性多孔碳材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域領(lǐng)中的應(yīng)用16-17
• 1.4本論文的研究背景、目的以及主要內(nèi)容17-20
• 1.4.1 本論文的研究背景和目的17
• 1.4.2 本論文的研究的主要內(nèi)容17-20
• 第2章 磁性多孔碳材料的制備及表征20-30
• 2.1 前言20-21
• 2.2 實驗部分21-23
• 2.2.1 實驗試劑21
• 2.2.2 實驗儀器21-22
• 2.2.3 磁性多孔碳材料的制備22
• 2.2.4 磁性多孔碳材料的表征22-23
• 2.3 實驗結(jié)果與討論23-29
• 2.3.1 磁性多孔碳材料的元素分析23-25
• 2.3.2 磁性多孔碳材料的形貌觀察25
• 2.3.3 磁性多孔碳材料的磁性研究25-27
• 2.3.4 磁性多孔碳材料的熱穩(wěn)定性測試27-28
• 2.3.5 磁性多孔碳材料的氮氣吸附-解析分析28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 磁性多孔碳材料對對硝基酚的吸附30-42
• 3.1 前言30-31
• 3.2 實驗部分31-34
• 3.2.1 實驗試劑31
• 3.2.2 實驗儀器31
• 3.2.3 磁性多孔碳材料對對硝基酚的吸附試驗31-34
• 3.3 實驗結(jié)果與討論34-41
• 3.3.1 起始濃度與吸附時間對吸附過程的影響34-35
• 3.3.2 吸附等溫線35-38
• 3.3.3 吸附過程的動力學(xué)研究38-39
• 3.3.4 吸附過程的熱力學(xué)研究39-40
• 3.3.5 MPC的循環(huán)利用性能40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 改性磁性多孔碳材料對亞甲基藍(lán)的選擇性吸附42-54
• 4.1 前言42-43
• 4.2 實驗部分43-47
• 4.2.1 實驗試劑43
• 4.2.2 實驗儀器43-44
• 4.2.3 磁性多孔碳材料的修飾改性44
• 4.2.4 磁性多孔碳材料的表征44
• 4.2.5 PSS-MPC對亞甲基藍(lán)的吸附實驗44-47
• 4.3 實驗結(jié)果與討論47-53
• 4.3.1 PSS-MPC的材料結(jié)果表征與分析47-48
• 4.3.2 PSS-MPC的吸附性能48-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 總結(jié)54-56
• 參考文獻(xiàn)56-66
• 致謝66-68
• 攻讀碩士期間的研究成果68

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