鐵酸鋅基微馬達(dá)的制備及在水處理中應(yīng)用
本文選題:鐵酸鋅 切入點(diǎn):馬達(dá) 出處:《濟(jì)南大學(xué)》2017年碩士論文 論文類型:學(xué)位論文
【摘要】:近年來,水污染問題越來越嚴(yán)重,關(guān)于水處理的研究也越來越受關(guān)注。水處理方法中吸附法和光催化法是比較常用的方法。LDH具有較高的吸附性能并且具有熱穩(wěn)定性強(qiáng)、記憶效應(yīng)和離子交換等優(yōu)點(diǎn),常作為吸附劑,但存在難回收的問題。我們將具有超順磁性的鐵酸鋅引入,以它為基礎(chǔ)制備催化劑和吸附劑,并且制備了可以進(jìn)行自主運(yùn)動的微馬達(dá),提高其催化和吸附效率。研究內(nèi)容包括以下兩部分:1、通過溶劑熱法合成了ZnFe_2O_4,對試樣的XRD、TG-DSC、SEM、TEM、IR、比表面積和磁性能進(jìn)行研究和表征。研究了Zn Fe_2O_4的對亞甲基藍(lán)的光-Fenton性能。結(jié)果顯示合成了直徑為0.4-0.8 um的Zn Fe_2O_4空心微球,比表面積為80.3 m2/g,具有超順磁性。對ZnFe_2O_4進(jìn)行了亞甲基藍(lán)的光-Fenton催化降解,55min后的降解率為58%,并且光-Fenton反應(yīng)具有較寬的pH范圍和較高的反應(yīng)速率。在ZnFe_2O_4基礎(chǔ)上合成α-Fe_2O_3/ZnFe_2O_4微馬達(dá),對試樣XRD、XPS、SEM、TEM、HRTEM、比表面積和磁性能進(jìn)行表征,并研究了α-Fe_2O_3/ZnFe_2O_4微馬達(dá)的光-Fenton催化性能。結(jié)果顯示α-Fe_2O_3/ZnFe_2O_4微馬達(dá)為花狀微球,具有超順磁性,比表面積為118.7 m2/g。對α-Fe_2O_3/ZnFe_2O_4微馬達(dá)進(jìn)行了亞甲基藍(lán)的光-Fenton催化降解,探討了過氧化氫添加量對α-Fe_2O_3/ZnFe_2O_4微馬達(dá)光-Fenton的影響。結(jié)果顯示:在過氧化氫的添加量為10 mmol時的光-Fenton反應(yīng),對亞甲基藍(lán)的降解率達(dá)到最高,45分鐘之后的降解率達(dá)98.9%,且具有優(yōu)良的重復(fù)使用性。2、采用共沉淀的方法制備MgAlIn-CLDH/ZnFe_2O_4,對所制備的樣品進(jìn)行XRD、mapping、SEM、TEM和比表面積表征,并研究它們的吸附性能。結(jié)果顯示:厚度約為16 nm的MgAlIn-CLDH是納米片生長在ZnFe_2O_4微球上的,MgAlIn-CLDH/Zn Fe_2O_4微球的比表面積為94.6 m2/g。MgAlIn-CLDH/ZnFe_2O_4在對剛果紅的吸附中符合偽二級動力學(xué)模型和顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型,隨著煅燒溫度的升高和吸附劑添加量的降低,吸附量增加,在650℃熱處理得到的MgAl In-CLDH-650/ZnFe_2O_4在添加量為0.5g L-1具有最高的吸附量160.60 mg g-1,對剛果紅的吸附機(jī)理包含離子交換、靜電吸附和氫鍵取代。在MgAl In-LDH/ZnFe_2O_4上成功負(fù)載Mn2O_3,合成MgAl In-CLDH/ZnFe_2O_4微馬達(dá),對所制備的樣品進(jìn)行XRD、SEM、TEM、mapping、比表面積和磁性能表征,結(jié)果顯示:Mn2O_3納米顆粒負(fù)載在MgAlIn-CLDH片上,樣品具有超順磁性,比表面積為107.7 m2/g。在1.5%的過氧化氫濃度下,MgAlIn-CLDH/ZnFe_2O_4微馬達(dá)的飽和吸附量達(dá)到171.60 mg g-1,且具有優(yōu)良的重復(fù)使用性。隨著過氧化氫濃度和pH值的增加,微馬達(dá)的速度增加。過氧化氫濃度為1.5%時,pH為11時,MgAlIn-CLDH/ZnFe_2O_4微馬達(dá)的運(yùn)動速度為67.2±6 um s-1。本論文制備了高效、可回收利用的催化劑ZnFe_2O_4、α-Fe_2O_3/ZnFe_2O_4微馬達(dá)和吸附劑MgAl In-CLDH/ZnFe_2O_4、MgAlIn-CLDH/ZnFe_2O_4微馬達(dá)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:X703;O647.3
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號:1638122
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