銅、鎳復合金屬氧化物的制備及對碘蒸氣的去除特性研究
發(fā)布時間：2021-06-10 22:33
本文制備了含碳銀銅復合金屬氧化物（Ag-Cu-C）,探究其對碘蒸氣的去除性能,對去除前后的材料進行了表征,探究了制備和去除機理。根據(jù)以上機理,設計并合成了含碳銅鎳復合金屬氧化物（Cu-Ni-C）,將其應用于碘蒸氣的去除�？疾炝瞬煌柋壤你~、鎳金屬添加量、制備溫度和去除溫度對去除效果的影響。同時,篩選出最優(yōu)組,以最優(yōu)組為例,對碘蒸氣進行去除實驗,并使用SEM、EDS、XRD、XPS、BET、FT-IR等分析測試手段對對去除前后的材料進行結構和表面特性分析,研究了材料對碘蒸氣的去除行為,探究了去除時間對材料性能的影響。在去除完成之后對材料進行脫附解吸實驗。（1）使用硝酸銀（AgNO3）,六水合硝酸銅（Cu（NO3）2·3H2O）,無水葡萄糖(C6H12O6)和氨水（NH3·H2O）通過水熱合成法在制備溫度為90℃的條件下制備不同銅、銀金屬添加量的Ag-Cu-C材料,將其用于去除溫度為70℃的...
【文章來源】：青海師范大學青海省
【文章頁數(shù)】：62 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
HuaiyongZhu[20,21]等人制備的Ag2O@鈦酸鹽納米管結構與Ag2O、Na2Ti3O7結構對比
銅、鎳復合金屬氧化物的制備及對碘蒸氣的去除特性研究3圖1-1HuaiyongZhu[20,21]等人制備的Ag2O@鈦酸鹽納米管結構與Ag2O、Na2Ti3O7結構對比Fig.1-1ComparisonofthestructureofAg2O,Na2Ti3O7andAg2O@TitanatenanotubessynthesisbyHuaiyongZhuetal.圖1-2JiehongLei[25]等人制備的鎳鈦層狀氫氧化物材料材料Fig.1-2TheNiTi-layereddoublehydroxidesmaterialmodifiedsynthesisbyJiehongLeieaal.金屬鉍的氧化物對碘具有與氧化銀類似的親和性，也能夠與碘發(fā)生反應。此外這些反應還可能導致氧化鉍的結構發(fā)生改變，從而使得吸附碘不易被釋放[26,27]。纖維素纖維(NFC）可以與錨定的納米金屬氧化物結合成氣溶膠材料，更加使得吸附活性中心能夠更加有效地與吸附質(zhì)接觸[27,28]。錨定氧化銀，氧化鉍等金屬氧化物的三氧化二鋁、鈮酸鹽、鈦酸鹽、硅酸鹽、層狀氫氧化物、纖維素纖維等納米金屬鹽與金屬氧化物復合材料吸附劑由于其結構的可預測性和制備操作的高重現(xiàn)性以及吸附、制備機理的明確性而在碘吸附材料中占有重要地位。盡管相比于活性炭等多孔材料，該類材料的吸附量目前還并不盡如人意，但是經(jīng)過長期的發(fā)展，未來納米金屬鹽與金屬氧化物復合材料吸附劑將可能進一步提高材料對碘負離子的吸附量，合成原料也將從Ag等貴金屬原料向Cu、Fe等常見金屬轉變。同時也會注重吸附后材料的處理，防止放射性碘的二次泄露[29]。4、有機改性粘土和有機聚合物吸附劑有機材料具有明確可設計的結構和清晰的作用機理，并且可以按照目的對材料進行修飾和改進。這些相比于無機材料更具有導向性的優(yōu)勢使得有機材料在碘
青海師范大學碩士學位論文4吸附材料中也占有重要地位。通過設計合成特定結構的有機聚合物或者對粘土等材料進行修飾，加入某些官能團得到具有較高吸附能力的材料是目前常用的兩種手段。膨潤土和粘土都具有表面帶負電和疏水的特性，以圖1-3為例，通過對其表面進行修飾使得表面帶正電，則可能用于碘負離子的吸附。通常采用親水端帶正電的表面活性劑處理膨潤土和粘土，使疏水端與膨潤土和粘土表面結合而帶正電的一端則向外伸展或者采用帶有親碘官能團的表面活性劑，同樣是疏水端與粘土結合而親碘端則朝外[30]。圖1-3TayyebehMadrakian[31]等人合成有機改性的磁鐵礦涂層納米二氧化硅材料Fig.1-3Themagnetitecoatednano-silicamaterialmodifiedwithorganicsbyTayyebehMadrakianeaal.有機聚合物相比于改性粘土具有更加優(yōu)異的可設計性和結構可控性，可以通過設計利用帶有親碘基團（環(huán)氧基等）的單體聚合得到含有數(shù)千親碘基團的高效有機聚合物吸附材料或者利用帶有正電基團（如季銨堿基團）的單體聚合得到陰離子交換樹脂從而達到富集碘的目的[32]。除了上述的有機聚合物和改性粘土、膨潤土外，也有關于有機無機復合膜材料[33]和介于有機聚合物和活性炭之間的材料[34]的報道。雖然有機聚合物和有機改性粘土在結構可控性和可設計行方面具有較為突出的優(yōu)勢，但是該類材料的吸附卻仍舊主要集中在材料表面，這嚴重制約了材料吸附能力的進一步發(fā)展。未來有機聚合物和有機改性粘土材料可能將更多的注重提高材料吸附表面積如向共價有機框架材料靠近以及同其他多孔材料（如活性炭和分子篩）結合發(fā)展。5、金屬有機框架材料吸附劑金屬有機框架材料（MOF）吸附劑具有類似于有機聚合物材料的結構可控性，類似于活性炭的巨大的吸附表面積和孔隙率和類似于沸
本文編號：3223231
【文章來源】：青海師范大學青海省
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【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
HuaiyongZhu[20,21]等人制備的Ag2O@鈦酸鹽納米管結構與Ag2O、Na2Ti3O7結構對比
銅、鎳復合金屬氧化物的制備及對碘蒸氣的去除特性研究3圖1-1HuaiyongZhu[20,21]等人制備的Ag2O@鈦酸鹽納米管結構與Ag2O、Na2Ti3O7結構對比Fig.1-1ComparisonofthestructureofAg2O,Na2Ti3O7andAg2O@TitanatenanotubessynthesisbyHuaiyongZhuetal.圖1-2JiehongLei[25]等人制備的鎳鈦層狀氫氧化物材料材料Fig.1-2TheNiTi-layereddoublehydroxidesmaterialmodifiedsynthesisbyJiehongLeieaal.金屬鉍的氧化物對碘具有與氧化銀類似的親和性，也能夠與碘發(fā)生反應。此外這些反應還可能導致氧化鉍的結構發(fā)生改變，從而使得吸附碘不易被釋放[26,27]。纖維素纖維(NFC）可以與錨定的納米金屬氧化物結合成氣溶膠材料，更加使得吸附活性中心能夠更加有效地與吸附質(zhì)接觸[27,28]。錨定氧化銀，氧化鉍等金屬氧化物的三氧化二鋁、鈮酸鹽、鈦酸鹽、硅酸鹽、層狀氫氧化物、纖維素纖維等納米金屬鹽與金屬氧化物復合材料吸附劑由于其結構的可預測性和制備操作的高重現(xiàn)性以及吸附、制備機理的明確性而在碘吸附材料中占有重要地位。盡管相比于活性炭等多孔材料，該類材料的吸附量目前還并不盡如人意，但是經(jīng)過長期的發(fā)展，未來納米金屬鹽與金屬氧化物復合材料吸附劑將可能進一步提高材料對碘負離子的吸附量，合成原料也將從Ag等貴金屬原料向Cu、Fe等常見金屬轉變。同時也會注重吸附后材料的處理，防止放射性碘的二次泄露[29]。4、有機改性粘土和有機聚合物吸附劑有機材料具有明確可設計的結構和清晰的作用機理，并且可以按照目的對材料進行修飾和改進。這些相比于無機材料更具有導向性的優(yōu)勢使得有機材料在碘
青海師范大學碩士學位論文4吸附材料中也占有重要地位。通過設計合成特定結構的有機聚合物或者對粘土等材料進行修飾，加入某些官能團得到具有較高吸附能力的材料是目前常用的兩種手段。膨潤土和粘土都具有表面帶負電和疏水的特性，以圖1-3為例，通過對其表面進行修飾使得表面帶正電，則可能用于碘負離子的吸附。通常采用親水端帶正電的表面活性劑處理膨潤土和粘土，使疏水端與膨潤土和粘土表面結合而帶正電的一端則向外伸展或者采用帶有親碘官能團的表面活性劑，同樣是疏水端與粘土結合而親碘端則朝外[30]。圖1-3TayyebehMadrakian[31]等人合成有機改性的磁鐵礦涂層納米二氧化硅材料Fig.1-3Themagnetitecoatednano-silicamaterialmodifiedwithorganicsbyTayyebehMadrakianeaal.有機聚合物相比于改性粘土具有更加優(yōu)異的可設計性和結構可控性，可以通過設計利用帶有親碘基團（環(huán)氧基等）的單體聚合得到含有數(shù)千親碘基團的高效有機聚合物吸附材料或者利用帶有正電基團（如季銨堿基團）的單體聚合得到陰離子交換樹脂從而達到富集碘的目的[32]。除了上述的有機聚合物和改性粘土、膨潤土外，也有關于有機無機復合膜材料[33]和介于有機聚合物和活性炭之間的材料[34]的報道。雖然有機聚合物和有機改性粘土在結構可控性和可設計行方面具有較為突出的優(yōu)勢，但是該類材料的吸附卻仍舊主要集中在材料表面，這嚴重制約了材料吸附能力的進一步發(fā)展。未來有機聚合物和有機改性粘土材料可能將更多的注重提高材料吸附表面積如向共價有機框架材料靠近以及同其他多孔材料（如活性炭和分子篩）結合發(fā)展。5、金屬有機框架材料吸附劑金屬有機框架材料（MOF）吸附劑具有類似于有機聚合物材料的結構可控性，類似于活性炭的巨大的吸附表面積和孔隙率和類似于沸
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