本文關(guān)鍵詞： 酵母 復合材料 染料廢水 吸附 催化 再生 Fe2O3 TiO2　出處：《長安大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：有機染料廢水由于具有結(jié)構(gòu)復雜、色度深,性質(zhì)穩(wěn)定,難生化降解等特性而備受關(guān)注。作為吸附劑的多孔炭微球由于具有比表面積大,表面官能團豐富和很好的吸附性能而引起了人們的興趣。本文以廉價易得、來源廣泛的酵母為原料,制備了兩種復合材料,為染料廢水的處理提供了新型的、環(huán)境友好的碳材料。(1)以酵母為原料,通過水熱法制備出的酵母空心球由于具有突出的物理和化學特性(密度低、比表面積大、表面官能團豐富)而引起了人們的普遍關(guān)注。在此,以FeSO4為鐵源,通過煅燒法將納米Fe_2O_3粒子進一步固定到空心球上,使得酵母空心球功能化。Fe_2O_3@酵母空心球分別通過場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)、能譜分析(EDS)、X射線粉末衍射(XRD)和紅外光譜(FT-IR)進行表征。FE-SEM表明Fe_2O_3@酵母空心球具有規(guī)則的橢球形結(jié)構(gòu),大小均一(長2.0±0.2μm,寬1.8±0.2μm),分散性好。XRD譜圖表明Fe_2O_3納米粒子為六角赤鐵礦晶型,而空心微球為無定型結(jié)構(gòu)。FT-IR表明空心微球上具有豐富的表面官能團使得其通過化學鍵作用與Fe_2O_3納米粒子結(jié)合。最后,通過上述表征對復合材料的形成機理進行了推測和分析。(2)上一章通過水熱法和煅燒法成功的制備出了Fe_2O_3@酵母空心球復合微球。本章,以堿性紫為目標染料分子,以靜態(tài)吸附法為研究方法,研究此復合微球的吸附和再生性能。結(jié)果表明,在吸附實驗中堿性紫的去除率與染料溶液的pH,染料初始濃度,吸附劑投加量,染料溶液溫度等參數(shù)有關(guān)。分別使用Langmuir,Freundlich,Temkin和Dubinin Radushkevich對吸附結(jié)果進行擬合,結(jié)果表明,Fe_2O_3@酵母空心球?qū)A性紫的吸附符合Langmuir等溫吸附模型說明發(fā)生的是單分子層吸附。吸附動力學表明,對堿性紫的吸附過程符合二級動力學模型。粒內(nèi)擴散模型顯示吸附過程分兩步進行,且粒內(nèi)擴散并不是吸附過程的控制步驟。吸附熱力學表明吸附是一個自發(fā)進行且吸熱的過程。更進一步地,Fe_2O_3@酵母空心球可以有效地實現(xiàn)再生循環(huán)利用。(3)以酵母炭為載體,通過靜電自組裝法制備負載型TiO_2@酵母炭復合光催化劑,利用場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)、能譜分析(EDS)、X射線粉末衍射(XRD)和紅外光譜(FT-IR)對TiO_2@酵母炭的形貌、組成、尺寸和晶型進行分析和表征,并探討了影響TiO_2@酵母炭光催化性能的因素。FE-SEM結(jié)果表明TiO_2@酵母炭微球具有橢球形狀,長(3.6±0.3)μm,寬(2.5±0.5)μm,粒徑分布均勻。X射線粉末衍射表明TiO_2粒子為銳鈦礦和金紅石晶型。對于甲酚紅的光催化降解表明,當催化劑的用量為5 g/L,溶液的初始p H=5時光催化效率最高。H2PO4-,NO3-,Cu2+對甲酚紅的降解具有抑制作用,而Mg2+存在對于降解無明顯影響。
[Abstract]:Organic dye wastewater has attracted much attention because of its complex structure, deep chromaticity, stable properties and difficult biodegradability. As an adsorbent, porous carbon microspheres have a large specific surface area. In this paper, two kinds of composite materials were prepared by using cheap and easily available yeast as raw materials, which provided a new type for the treatment of dye wastewater. Environmental friendly carbon material. 1) yeast hollow spheres prepared by hydrothermal method are made from yeast because of their outstanding physical and chemical properties (low density and large specific surface area). In this paper, FeSO4 as Tie Yuan, Fe_2O_3 nanoparticles were further immobilized onto hollow spheres by calcination method. Make the yeast hollow sphere functionalized. Fes _ 2O _ 3 @ yeast hollow sphere respectively by field emission scanning electron microscope (SEM), energy spectrum analysis (EDS). Characterized by X-ray powder diffraction (XRD) and infrared spectroscopy (FT-IR). FE-SEM shows that Fe2O3 @ yeast hollow spheres have regular ellipsoidal structure. The size is uniform (2.0 鹵0.2 渭 m in length and 1.8 鹵0.2 渭 m in width). The Fe_2O_3 nanoparticles are hexagonal hematite crystal form. The hollow microspheres are amorphous. FT-IR shows that the hollow microspheres have abundant surface functional groups to bind to Fe_2O_3 nanoparticles through chemical bonding. Finally. The formation mechanism of the composite material was speculated and analyzed. (2) in the previous chapter, Fe _ 2O _ 3 @ yeast hollow ball composite microspheres were successfully prepared by hydrothermal method and calcination method. The adsorption and regeneration properties of the composite microspheres were studied by static adsorption method with alkaline violet as the target dye molecule. The results showed that the removal rate of alkaline violet and the pH of dye solution in the adsorption experiment. The initial concentration of dye, the amount of adsorbent and the temperature of dye solution were related. The Langmuir-Freundlich was used respectively. The adsorption results were fitted by Temkin and Dubinin Radushkevich. The adsorption of basic purple by FeD _ 2O _ 3 @ yeast hollow spheres was in accordance with the Langmuir isothermal adsorption model. The adsorption kinetics showed that the adsorption was monolayer. The adsorption process of alkaline violet was in accordance with the second-order kinetic model. The in-particle diffusion model showed that the adsorption process was carried out in two steps. The adsorption thermodynamics shows that the adsorption is a spontaneous and endothermic process. FeS2O3 @ yeast hollow spheres can be effectively regenerated and recycled using yeast charcoal as the carrier to prepare supported TiO2@ yeast carbon composite photocatalyst by electrostatic self-assembly method. The morphology and composition of TiO2 @ yeast carbon were analyzed by means of field emission scanning electron microscope (SEM), X-ray powder diffraction (XRD) and infrared spectrum (FT-IR). The size and crystal form were analyzed and characterized, and the factors affecting the photocatalytic properties of TiO2@ yeast charcoal were discussed. The results of FE-SEM showed that TiO2@ yeast carbon microspheres had ellipsoidal shape. It was 3.6 鹵0.3 渭 m in length and 2.5 鹵0.5 渭 m in width. X-ray powder diffraction showed that the TiO_2 particles were anatase and rutile crystal form. The photocatalytic degradation of cresol red showed that the amount of catalyst was 5 g / L. The initial pH = 5:00 photocatalytic efficiency of the solution was the highest. The degradation of cresol red was inhibited by H _ 2PO _ 4-no _ 3-O _ 3-Cu _ 2, but the presence of Mg2 had no obvious effect on the degradation.
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X788;TQ127.11

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本文編號：1472779