本文關(guān)鍵詞：磁性殼聚糖載金催化劑的制備及其對(duì)染料的降解研究

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【摘要】：本論文在不添加任何其他的強(qiáng)還原劑和穩(wěn)定劑條件下用一種綠色的合成方法制備了磁性殼聚糖載金復(fù)合材料,并研究其催化降解染料的性能,具體內(nèi)容如下:(1)首先,通過共沉淀法制備四氧化三鐵納米顆粒;然后,采用交聯(lián)法對(duì)殼聚糖改性合成磁性殼聚糖復(fù)合材料;最后,以磁性殼聚糖為還原劑和穩(wěn)定劑采用水浴加熱法制備磁性殼聚糖載金催化劑。通過傅里葉變換紅外光譜、X-射線粉末衍射、熱重分析、透射電子顯微鏡對(duì)制得的磁性殼聚糖載金催化劑進(jìn)行表征。(2)以甲基橙的催化還原為研究對(duì)象,考察了磁性殼聚糖載金催化劑的制備條件和反應(yīng)條件對(duì)其催化降解性能的影響。結(jié)果表明,當(dāng)金負(fù)載量為0.5 wt%、合成時(shí)間為1 h、pH為6、合成溫度為50 oC時(shí)制備的催化劑對(duì)甲基橙的催化降解效果最好。在常溫常壓下,隨著催化劑用量的增加,甲基橙降解的反應(yīng)速率會(huì)隨之增加;但甲基橙初始濃度的增加對(duì)甲基橙降解速率的改變沒有太大影響;催化降解甲基橙的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)符合偽一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程。此外,磁性殼聚糖載金催化劑對(duì)于偶氮染料剛果紅的降解也表現(xiàn)出很好的催化活性,降解0.1mmol/L的剛果紅溶液反應(yīng)9 min時(shí)脫色率高達(dá)94%。(3)以四硝基苯酚的催化還原為研究對(duì)象,考察了磁性殼聚糖載金催化劑的制備條件和反應(yīng)條件對(duì)其催化降解性能的影響。結(jié)果表明,在金負(fù)載量為1.5wt%、制備時(shí)間為2 h、pH為6、制備溫度為70 oC時(shí),此時(shí)磁性殼聚糖載金催化劑降解4-硝基苯酚在反應(yīng)6 min時(shí)脫色率可達(dá)90%。另外,適當(dāng)?shù)奶岣叻磻?yīng)溫度、4-硝基苯酚的初始濃度以及催化劑的用量,都會(huì)加快催化反應(yīng)的反應(yīng)速率,促進(jìn)4-硝基苯酚的降解。通過對(duì)4-硝基苯酚催化降解動(dòng)力學(xué)分析可知該反應(yīng)符合偽一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程,反應(yīng)的活化能為7.85 kJ/mol。(4)磁性殼聚糖載金催化劑對(duì)甲基橙和4-硝基苯酚的催化降解表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性,在經(jīng)過12次重復(fù)利用后,它的催化活性基本沒有發(fā)生改變。
【關(guān)鍵詞】：Fe_3O_4 殼聚糖 金納米粒子 催化降解
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703;O643.36
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 緒論9-27
• 1.1 納米金催化劑的概述9-18
• 1.1.1 金催化劑的研究進(jìn)展9
• 1.1.2 金的物理化學(xué)性質(zhì)9-10
• 1.1.3 金納米粒子的制備方法10-12
• 1.1.4 負(fù)載型金催化劑的制備12-16
• 1.1.5 納米金催化劑在染料廢水催化降解中的應(yīng)用16-18
• 1.2 殼聚糖的來源、性質(zhì)及其改性研究18-20
• 1.2.1 殼聚糖的來源和性質(zhì)18-19
• 1.2.2 殼聚糖衍生物制備19-20
• 1.3 磁性殼聚糖的制備及對(duì)水污染處理的應(yīng)用20-24
• 1.3.1 磁性殼聚糖的制備21-23
• 1.3.2 磁性殼聚糖對(duì)染料廢水處理的應(yīng)用23-24
• 1.4 本課題的目的、意義及內(nèi)容24-27
• 1.4.1 本課題的目的、意義24-25
• 1.4.2 本課題的主要內(nèi)容25-27
• 第2章 磁性殼聚糖載金催化劑的制備及表征27-35
• 2.1 引言27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分27-30
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器27-29
• 2.2.2 磁性殼聚糖載金催化劑的合成29
• 2.2.3 催化劑表征29-30
• 2.3 結(jié)果與討論30-34
• 2.3.1 紅外光譜分析30-31
• 2.3.2 X-射線衍射分析31-32
• 2.3.3 熱重分析32-33
• 2.3.4 透射電鏡分析33-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第3章 磁性殼聚糖載金催化劑催化降解偶氮染料35-51
• 3.1 引言35
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分35-37
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器35-36
• 3.2.2 催化劑的制備36
• 3.2.3 催化劑對(duì)偶氮染料的催化降解36-37
• 3.3 結(jié)果與討論37-48
• 3.3.1 甲基橙溶液的紫外可見吸收光譜分析37-38
• 3.3.2 催化劑對(duì)甲基橙降解的空白對(duì)比分析38-40
• 3.3.3 催化劑制備條件對(duì)甲基橙降解反應(yīng)的影響40-43
• 3.3.4 反應(yīng)條件對(duì)甲基橙降解反應(yīng)的影響43-45
• 3.3.5 催化劑的重復(fù)利用45-46
• 3.3.6 磁性殼聚糖載金催化劑對(duì)剛果紅的催化降解46-48
• 3.3.7 偶氮染料催化降解的反應(yīng)機(jī)理48
• 3.4 本章小結(jié)48-51
• 第4章 磁性殼聚糖載金催化劑催化降解四硝基苯酚51-65
• 4.1 引言51-52
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分52-53
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器52
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)方法52-53
• 4.3 結(jié)果與討論53-63
• 4.3.1 4-硝基苯酚的紫外可見光譜分析53-54
• 4.3.2 磁性殼聚糖載金催化劑對(duì)四硝基苯酚的催化性能54-55
• 4.3.3 催化劑制備條件對(duì) 4-硝基苯酚降解反應(yīng)的影響55-58
• 4.3.4 反應(yīng)條件對(duì) 4-硝基苯酚降解反應(yīng)的影響58-63
• 4.3.5 催化劑的重復(fù)利用63
• 4.4 本章小結(jié)63-65
• 第5章 結(jié)論與展望65-67
• 5.1 結(jié)論65-66
• 5.2 存在的問題及展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-77
• 致謝77-79
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果79

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本文編號(hào)：973216