本文關(guān)鍵詞：納米鐵氧體與金屬鈷的制備及對剛果紅的吸附性能

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【摘要】：本文制備鐵氧體及金屬Co磁性納米材料,通過調(diào)整成分與合成工藝來調(diào)控納米顆粒的微觀形貌,并作為吸附劑用于剛果紅染料的去除。主要研究工作與結(jié)果如下:1.采用快速水熱法合成CoxFe3-xO4(0≤x≤2)納米顆粒,通過調(diào)整反應(yīng)溶液中Fe2+與Fe3+比例,避免鐵氧體合成過程中常出現(xiàn)的Fe2O3,制備出純相的納米鐵氧體CoxFe3-xO4(0≤x≤2)。通過改變鐵氧體中Co含量,控制顆粒尺寸和微觀形貌,并且研究了Co含量對水中剛果紅吸附性能的影響。Co1.6Fe1.4O4納米顆粒具有最大的比表面積(170.1 m2/g)和最好的吸附性能(370.4mg/g)。經(jīng)多次使用Co1.6Fe1.4O4納米顆粒對剛果紅仍具有良好的吸附性能,是一種十分有發(fā)展前景的新型吸附劑。吸附熱力動力學(xué)和動力學(xué)分析表明,納米CoxFe3-x O4吸附剛果紅符合Langmuir等溫模型和準二級動力學(xué)模型,吸附過程與靜電引力和表面活性位點等有關(guān)。2.采用簡單水熱法以PEG-4000作為軟模板合成了不規(guī)則形貌MnSm0.4Fe1.6O4納米鐵氧體。通過優(yōu)化合成工藝,成功制備出樹枝狀MnSm0.4Fe1.6O4納米鐵氧體。兩步-軟模板法合成的樹枝狀MnSm0.4Fe1.6O4是一種多孔結(jié)構(gòu),由直徑約50 nm的納米顆粒組裝而成,樹枝直徑約為400 nm。樹枝狀鐵氧體粉末對剛果紅溶液顯示良好的吸附效率,在3h內(nèi)達到99.4%,而不規(guī)則形貌樣品只有51.4%,二者吸附能力的差異主要是受比表面積和孔徑分布的影響。同時樹枝狀MnSm0.4Fe1.6O4納米鐵氧體具有更高的飽和磁化強度55.9 emu/g,這將大大提高吸附后的分離效率。3.通過化學(xué)氧化還原法制備hcp-Co納米團簇,對其結(jié)構(gòu)、形貌、磁性能以及有機染料剛果紅的吸附性能進行研究。通過納米材料在不同溶劑(去離子水、乙醇、丙酮、50%乙醇+50%去離子水)中的吸附性能研究發(fā)現(xiàn)樣品在去離子水中的吸附性能最好,而在丙酮中的吸附性能最差。吸附性能除了與吸附劑在溶劑中的分散性有關(guān)以外,我們推測可能也受到溶劑本身表面能的影響。
【關(guān)鍵詞】：納米鐵氧體 納米鈷 微觀形貌 剛果紅 吸附
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1;O647.33
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 鐵氧體磁性納米材料10-16
• 1.1.1 磁性納米材料概述及分類10-11
• 1.1.2 尖晶石鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)11-12
• 1.1.3 納米鐵氧體的制備方法12-14
• 1.1.4 納米鐵氧體的應(yīng)用14-16
• 1.2 磁性納米金屬材料16-18
• 1.2.1 磁性納米金屬材料特性與應(yīng)用16
• 1.2.2 磁性納米金屬材料的制備方法16-18
• 1.3 印染廢水處理研究進展18-21
• 1.3.1 我國水資源及印染廢水概況18-19
• 1.3.2 磁性納米材料在印染廢水中的應(yīng)用19-21
• 1.4 本文主要內(nèi)容和研究意義21-22
• 第二章 實驗方法22-27
• 2.1 實驗試劑22-23
• 2.2 實驗儀器23-24
• 2.2.1 實驗所用儀器列表23
• 2.2.2 水熱反應(yīng)釜簡介23-24
• 2.3 表征手段24-26
• 2.4 剛果紅溶液標(biāo)準曲線繪制26-27
• 第三章 納米Co_xFe_(3-x)O_4 (0≤x≤2)的改進水熱法合成及對剛果紅染料的吸附性能27-39
• 3.1 引言27-28
• 3.2 實驗部分28-30
• 3.2.1 納米Co_xFe_(3-x)O_4的制備28
• 3.2.2 避免形成Fe_2O_3的理論機制28-29
• 3.2.3 剛果紅吸附實驗29
• 3.2.4 不同條件下的吸附實驗29
• 3.2.5 再吸附實驗29-30
• 3.3 實驗結(jié)果與討論30-38
• 3.3.1 形貌、成分和結(jié)構(gòu)30-32
• 3.3.2 磁性能32-33
• 3.3.3 吸附性能33-38
• 3.3.3.1 Co含量對吸附性能的影響33
• 3.3.3.2 剛果紅初始濃度對納米Co_(1.6)Fe_(1.4)O_4吸附性能的影響33-34
• 3.3.3.3 pH值對納米Co_(1.6)Fe_(1.4)O_4吸附性能的影響34
• 3.3.3.4 脫附-再吸附實驗34-35
• 3.3.3.5 吸附等溫線35-37
• 3.3.3.6 吸附動力學(xué)37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第四章 樹枝狀納米MnSm_(0.4)Fe_(1.6)O_4的水熱合成及對剛果紅的吸附性能39-47
• 4.1 引言39
• 4.2 實驗部分39-40
• 4.2.1 不同形貌MnSm_(0.4)Fe_(1.6)O_4納米材料的制備39-40
• 4.2.2 吸附實驗40
• 4.3 實驗結(jié)果與討論40-45
• 4.3.1 樹枝狀MnSm_(0.4)Fe_(1.6)O_4制備機理探討40
• 4.3.2 晶體結(jié)構(gòu)和物相40-42
• 4.3.3 形貌42-43
• 4.3.4 比表面積43-44
• 4.3.5 磁性能44
• 4.3.6 吸附性能44-45
• 4.4 本章小結(jié)45-47
• 第五章 納米鈷團簇的制備及對不同溶劑中剛果紅的吸附性能47-55
• 5.1 引言47
• 5.2 實驗部分47-48
• 5.2.1 金屬Co納米粉末的制備47-48
• 5.2.2 吸附實驗48
• 5.3 實驗結(jié)果與討論48-54
• 5.3.1 物相與結(jié)構(gòu)48-50
• 5.3.2 形貌50
• 5.3.3 比表面積50-51
• 5.3.4 吸附性能51-54
• 5.4 本章小結(jié)54-55
• 第六章 結(jié)論55-57
• 6.1 主要研究成果55
• 6.2 前景及展望55-57
• 參考文獻57-65
• 致謝65-66
• 在學(xué)期間研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文66

【參考文獻】

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本文編號：591553