【摘要】：采用水熱法合成了分別由棒狀、片狀自組裝而成的納米結(jié)構(gòu)氧化鋅,基于XRD、SEM、TEM和BET等技術(shù)系統(tǒng)分析了樣品的結(jié)構(gòu)、形貌、晶面及表面特征;結(jié)果顯示,棒狀自組裝ZnO的比表面積為14.57m~2 g~(-1),主要暴露非極性的(100)晶面,片狀自組裝ZnO的比表面積為36.56m~2 g~(-1),主要暴露極性的(001)晶面。在成功制備所需結(jié)構(gòu)的ZnO后,對(duì)比測(cè)定了上述兩種納米結(jié)構(gòu)ZnO對(duì)鈾離子(Ⅵ)的吸附性能,分析吸附熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)特征,測(cè)定吸附溶液中溶出Zn~(2+)離子的濃度,關(guān)聯(lián)ZnO的晶面結(jié)構(gòu),探究吸附機(jī)理。主要結(jié)論如下:鈾濃度C_0=50 mg L~(-1)時(shí)飽和吸附量為75.1 mg g~(-1),鈾濃度C_0=500 mg L~(-1)時(shí)飽和吸附量為920.75mg g~(-1);棒狀自組裝納米結(jié)構(gòu)ZnO的吸附過(guò)程,符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型(R~2=0.99)和Langmuir單層吸附模型(R~2=0.873),表明為化學(xué)吸附過(guò)程;采用ICP-MS測(cè)定不同吸附時(shí)間溶液中Zn(Ⅱ)的溶出量,結(jié)合兩種晶面的結(jié)構(gòu)差異及其對(duì)鈾(Ⅵ)的吸附性能,對(duì)鈾吸附性能的從高到低順序?yàn)?(100)(001)。這一活性差異可能是鋅原子的密度和排列方式在不同晶面上有所不同。
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：O643.36;X591
【圖文】：

ZnO棒對(duì)鈾(VI)的吸附機(jī)理Figure1.1ProposedmechanismoftheadsorptionofUranium(VI)overZnOrods

離子組成的系列交替平面，沿 c 軸交替堆疊(圖 1.2)，屬于六方中心離子的配位數(shù)為 4，空間占有率約為 68%，每個(gè)鋅原子位于形成的四面體間隙中，同樣，每個(gè)鋅原子位于 4 個(gè)相鄰氧原子形中。晶體的對(duì)稱(chēng)性使得纖鋅礦氧化鋅沿 c 軸的<0001>方向具有極的壓電和熱釋電性能，可用作機(jī)械致動(dòng)器和壓電傳感器[9]。此外帶隙(3.37 eV)的半導(dǎo)體，對(duì)紫外光有強(qiáng)吸收，通過(guò)摻雜可以得到適當(dāng)方法，可以制得納米梳、納米顆粒、納米螺旋/納米彈簧、等多種形貌的 ZnO 納米晶[10]。軸方向的晶面具有極性，是纖鋅礦 ZnO 的一個(gè)重要特點(diǎn)：帶層和帶負(fù)電的 O-(0001)層交替排列，晶面指數(shù)采用經(jīng)典的四軸定極性的{0001}面具有較大的表面能，常常容易發(fā)生表面重構(gòu)[11-1外兩個(gè)面是具有更低表面能的{2110}和{0110}，均為非極性面。

南華大學(xué)碩士學(xué)位論文研究其光電、壓電及催化等方面新奇特性的報(bào)道大量涌現(xiàn)[32]。維結(jié)構(gòu)氧化鋅鋅納米棒和納米帶屬于典型的一維納米結(jié)構(gòu)，其暴露晶面和形貌特。此一維結(jié)構(gòu)的形成源于生長(zhǎng)常朝著暴露有低能量晶面的豎直方晶面{0001}的暴露比例較低，如圖 1.3(a)和(b)所示。如引入平行1}足夠量的缺陷[33]，沿著極性晶面生長(zhǎng)則可得到主要暴露{0001}晶納米片。

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本文編號(hào)：2790255