本文關鍵詞：幾種核殼結構磁性介孔復合材料的合成與性質研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《吉林大學》 2013年

幾種核殼結構磁性介孔復合材料的合成與性質研究

趙亮  

【摘要】：水質凈化在近年來得到了廣泛的社會關注，工業(yè)廢水若不經(jīng)處理直接排放到環(huán)境中，不僅會對生態(tài)造成破壞，同時也會影響人畜的飲用水安全。有機污染物如芳烴、苯酚及染料分子，是工業(yè)廢水的主要成分，如何能迅速有效的將其從污染物中分離降解是科研人員一直以來的研究重點�；钚蕴亢头惺亲顬槌Ｒ姷墓I(yè)吸附劑，但是難以再生和回收利用的缺點限制了它們的應用。 介孔材料自出現(xiàn)以來受到了廣泛和深入的研究，其高表面積和大孔隙率的特性使得其在催化、生物醫(yī)藥、能源和污水處理方面得到了廣泛的應用。為了更好地拓展其應用領域，一些研究人員將磁性納米粒子引入了介孔體系，合成了磁性介孔材料。這類材料不僅具有介孔材料的優(yōu)異特性，同時兼?zhèn)淞舜判圆牧系目苫厥绽玫奶匦�，使得功能材料的回收和再利用過程不再復雜而冗長。在本論文中，我們以合成具有處理污染物性能的功能復合材料為目的，合成了幾種具有核殼結構的新型磁性介孔材料，并對其應用性質進行了研究。 在第2章中，我們首先以FeCl_3·6H_2O為鐵源，乙二醇為溶劑，NaAc為分散劑，，并添加檸檬酸三鈉為穩(wěn)定劑，通過溶劑熱法成功制備出單分散的Fe_3O_4磁性納米粒子。然后通過溶膠-凝膠法和軟模板法先后在Fe_3O_4核外包覆了實體和介孔SiO_2殼層，合成的磁性介孔材料命名為Fe_3O_4@SiO_2@mSiO_2。該復合材料呈典型的核殼結構，且具有高表面積和孔容。在以對硝基苯酚作為吸附對象的吸附性測試中，當污染物溶液濃度較低時，F(xiàn)e_3O_4@SiO_2@mSiO_2可迅速有效吸附對硝基苯酚，吸附劑可通過外加磁場快速回收。 雜多酸具有強酸性，且一直是光催化和酸催化反應的良好催化劑。然而其可溶于極性溶劑和較低的比表面積限制了其應用范圍。在第3章中，我們首次嘗試將H3PW12O40負載到磁性介孔材料上。采用APTES為硅烷偶聯(lián)劑，對上一章合成的Fe_3O_4@SiO_2@mSiO_2進行了氨基修飾，然后通過化學吸附過程成功地將H3PW12O40負載到了磁性介孔材料上，記為Fe_3O_4@SiO_2@mSiO_2-NH_2-PW。得到的產(chǎn)物具有獨特的物化性質，如超順磁性(46.8emu g~(-1))，高比表面積(135m~2g~(-1))，較大的孔徑(5.0nm)，同時，多酸的負載量達到16.8%。因此，在紫外燈照射下，F(xiàn)e_3O_4@SiO_2@mSiO_2-NH_2-PW對羅丹明B溶液光催化效果要優(yōu)于相同含量的純H3PW12O40，且其可通過外加磁場進行回收，重復利用多次后光催化效果沒有明顯減低。這種良好的穩(wěn)定性使得其在酸催化等領域也有著潛在的應用前景。 本論文中，我們一直遵循著材料的結構決定材料的性質，材料的性質決定材料的應用這一思想，設計了幾種具有核殼結構的磁性介孔復合材料，通過對實驗條件的探索和改進，優(yōu)化了各組分材料的特性，同時克服了組分材料自身的缺點。復合材料在吸附和光催化方面展示了優(yōu)異而穩(wěn)定的性能，并在水處理、有機催化反應等領域有著潛在價值。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：O643.36
【目錄】：

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本文編號：210993