FeS和Fe/FeS顆粒的制備、表征及用于水中Cr(Ⅵ)去除的試驗研究
發(fā)布時間:2021-08-24 03:06
硫化亞鐵普遍存在于自然界,因其所具有的吸附性和還原性,對于環(huán)境修復(fù)起重要作用,特別是重金屬和含氯污染物的治理中表現(xiàn)出獨特的效果。但傳統(tǒng)方法合成的FeS顆粒易于團聚,極大的降低了比表面積、污染物還原活性和擴散能力。研究發(fā)現(xiàn)多組分的Fe/FeS顆粒具有特殊的物理化學(xué)性質(zhì),與單組分的零價納米鐵(nZⅥ)相比極大的增強了還原性能,是各種污染治理的一種有效處理劑。探索FeS及Fe/FeS制備方法,獲得分散性更好、比表面積更大、還原活性更強的環(huán)境修復(fù)材料對于污染治理工作的開展具有重要的意義。本課題主要基于前期對多種制備方法的文獻研究和預(yù)實驗的可行性成果,確定了兩種方法分別制備FeS及其Fe/FeS顆粒,通過SEM-EDS、XRD和BET等表征手段分析了FeS和Fe/FeS的微觀形態(tài)、元素組分、物相結(jié)構(gòu)及比表面積。并進一步探索FeS和Fe/FeS對重金屬Cr(Ⅵ)的還原能力及修復(fù)Cr(Ⅵ)污染地下水的試驗研究。研究結(jié)論如下:(1)水熱法可制備出多種微觀結(jié)構(gòu)的四方硫鐵礦型FeS,純度較高。乙二胺的加入有助于提高FeS晶體的分散性。溫度對FeS的結(jié)構(gòu)影響較大,200℃條件下FeS的均一性更好,溫度更低時...
【文章來源】:重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
含鐵硫化物晶體結(jié)構(gòu)
3 FeS 晶體的制備、表征及水中 Cr(VI)去除性能研究.4 結(jié)果與討論.4.1 水/乙二胺(EN)體積比對 FeS 的影響水熱合成反應(yīng)中,溶劑的影響效果較大,與反應(yīng)物的溶解及電子傳遞相關(guān)。i[79]等人分別使用去離子水、異丙醇和無水乙醇為溶劑,所合成的 ZnS:Mn 不僅具不同的晶核結(jié)構(gòu),最終形態(tài)也存在一定的差異。MgAl 雙氫氧化物(MgAl-LDH)合成過程中,溶劑共存也可有效的改變晶體微觀形貌,以去離子水、水/乙醇、/乙二醇、甘油/異戊四醇為溶劑,極大的影響了 LDH 的結(jié)晶度及性能[80]。預(yù)實驗顯示,分別用去離子水和乙二胺為溶劑時,F(xiàn)eS 形態(tài)差異較大。去離子為溶劑合成的 FeS 成團聚成塊狀,顆粒較大;而純乙二胺合成的 FeS 呈粉末狀,易于分散?梢娨叶返募尤胗兄诤铣闪礁、比表面積更大 FeS。
圖 3.2 (a)水/EN=1:1; (b)水/EN=1:2; (c)水/EN=1:3; (d)純 EN 所制備 FeS 的 SEM 圖像Fig. 3.2 SEM images of the FeS synthesized by (a)water/EN=1:1;(b)water/EN=1:2; (c)water/EN=1:3; (d)pure EN由 SEM 圖片可知,F(xiàn)eS 形態(tài)為片狀,部分鑲嵌組合在一起。隨著乙二胺比例加,形態(tài)變化沒有明顯的規(guī)律變化。當(dāng)水/EN=1:1 時,片狀較大塊,厚度不均水/EN=1:2 時,片狀變小,但厚度有所增加;水/EN=1:3 時,則生長為片狀鑲組合結(jié)構(gòu),厚度較為均勻;以純乙二胺為溶劑時,F(xiàn)eS 呈分散的薄片,大小不,但相比其他溶劑比,片狀相對較小、厚度較薄、更加分散。因此,確定乙后續(xù)實驗的反應(yīng)溶劑。結(jié)果與 Min[60]等人的合成的 FeS 的形態(tài)具有明顯的差水/EN=1:1 時主要為 5 μm 大小的規(guī)則花形,純乙二胺條件下則為直徑約為 5均勻納米線。由于水熱反應(yīng)的影響因素較多,除了反應(yīng)溫度、溶劑比、Fe素之外,還與化學(xué)藥品的純度、容器填充度、反應(yīng)釜內(nèi)壓力相關(guān),出現(xiàn)結(jié)果異屬于正常情況。2 反應(yīng)溫度對 FeS 的影響水熱合成過程中,溫度是一個至關(guān)重要的影響因素,水熱溫度范圍主要為中
本文編號:3359153
【文章來源】:重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
含鐵硫化物晶體結(jié)構(gòu)
3 FeS 晶體的制備、表征及水中 Cr(VI)去除性能研究.4 結(jié)果與討論.4.1 水/乙二胺(EN)體積比對 FeS 的影響水熱合成反應(yīng)中,溶劑的影響效果較大,與反應(yīng)物的溶解及電子傳遞相關(guān)。i[79]等人分別使用去離子水、異丙醇和無水乙醇為溶劑,所合成的 ZnS:Mn 不僅具不同的晶核結(jié)構(gòu),最終形態(tài)也存在一定的差異。MgAl 雙氫氧化物(MgAl-LDH)合成過程中,溶劑共存也可有效的改變晶體微觀形貌,以去離子水、水/乙醇、/乙二醇、甘油/異戊四醇為溶劑,極大的影響了 LDH 的結(jié)晶度及性能[80]。預(yù)實驗顯示,分別用去離子水和乙二胺為溶劑時,F(xiàn)eS 形態(tài)差異較大。去離子為溶劑合成的 FeS 成團聚成塊狀,顆粒較大;而純乙二胺合成的 FeS 呈粉末狀,易于分散?梢娨叶返募尤胗兄诤铣闪礁、比表面積更大 FeS。
圖 3.2 (a)水/EN=1:1; (b)水/EN=1:2; (c)水/EN=1:3; (d)純 EN 所制備 FeS 的 SEM 圖像Fig. 3.2 SEM images of the FeS synthesized by (a)water/EN=1:1;(b)water/EN=1:2; (c)water/EN=1:3; (d)pure EN由 SEM 圖片可知,F(xiàn)eS 形態(tài)為片狀,部分鑲嵌組合在一起。隨著乙二胺比例加,形態(tài)變化沒有明顯的規(guī)律變化。當(dāng)水/EN=1:1 時,片狀較大塊,厚度不均水/EN=1:2 時,片狀變小,但厚度有所增加;水/EN=1:3 時,則生長為片狀鑲組合結(jié)構(gòu),厚度較為均勻;以純乙二胺為溶劑時,F(xiàn)eS 呈分散的薄片,大小不,但相比其他溶劑比,片狀相對較小、厚度較薄、更加分散。因此,確定乙后續(xù)實驗的反應(yīng)溶劑。結(jié)果與 Min[60]等人的合成的 FeS 的形態(tài)具有明顯的差水/EN=1:1 時主要為 5 μm 大小的規(guī)則花形,純乙二胺條件下則為直徑約為 5均勻納米線。由于水熱反應(yīng)的影響因素較多,除了反應(yīng)溫度、溶劑比、Fe素之外,還與化學(xué)藥品的純度、容器填充度、反應(yīng)釜內(nèi)壓力相關(guān),出現(xiàn)結(jié)果異屬于正常情況。2 反應(yīng)溫度對 FeS 的影響水熱合成過程中,溫度是一個至關(guān)重要的影響因素,水熱溫度范圍主要為中
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