本文選題：鐵酸鹽納米材料　切入點(diǎn)：光催化劑　出處：《南昌航空大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：工業(yè)革命的發(fā)展使得人類生活越來(lái)越溫馨舒適,同時(shí)也給周邊環(huán)境造成了一定的危害;各種類型的工業(yè)在為人類生活生產(chǎn)出相應(yīng)的支撐社會(huì)發(fā)展的產(chǎn)品的同時(shí),也產(chǎn)生了大量具有高毒性、難降解、停留時(shí)間長(zhǎng)等特性的持久性有機(jī)污染物。這些污染物若不經(jīng)過(guò)妥善處理而直接排放將對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康造成巨大的危害。納米材料光催化法和納米材料吸附法,由于其高效快捷且二次污染小等特點(diǎn),從諸多傳統(tǒng)工藝中脫穎而出成為科研者們的研究熱點(diǎn)。本文以尖晶石型鐵酸鹽為研究對(duì)象,以對(duì)硝基苯酚、卡馬西平、剛果紅等有機(jī)污染物作為目標(biāo)污染物,考察合成的鐵酸鹽基光催化劑或吸附劑對(duì)這些污染物的處理性能,并分析其中的作用機(jī)理;同時(shí),為了使其能夠運(yùn)用于實(shí)際廢水處理中,本文還探究了材料的穩(wěn)定性能和抗干擾能力,本文主要研究?jī)?nèi)容如下:1、通過(guò)兩步溶劑熱法制備出了不同質(zhì)量比的ZnFe_2O_4-ZnIn2S4納米光催化劑,分別采用一系列表征手段對(duì)樣品的物相和形貌以及光電性能進(jìn)行表征;同時(shí)選用對(duì)硝基苯酚作為目標(biāo)污染物進(jìn)行光催化性能測(cè)試,結(jié)果表明:ZnFe_2O_4的最佳負(fù)載量為2.5wt%,且在此比例下經(jīng)過(guò)180 min光照后約有90%的4-NP被降解;通過(guò)對(duì)降解過(guò)程中的中間產(chǎn)物以及光催化機(jī)理分析可知該復(fù)合光催化劑在降解過(guò)程中能夠?qū)?-NP礦化為小分子無(wú)機(jī)物從而達(dá)到將4-NP無(wú)害化處理,同時(shí)·O2-和h+是起主要作用的活性基團(tuán);同時(shí)2.5wt%的ZnFe_2O_4-ZnIn2S4經(jīng)過(guò)三次循環(huán)利用后其物相并沒(méi)有發(fā)生改變,只是光催化性能降低10%左右,當(dāng)該催化劑處于剛果紅、甲基橙、4-NP三種污染物兩兩混合或者三種同時(shí)混合的混合溶液中時(shí),其依然表現(xiàn)出較高的光催化性能,表明該材料具有較高的穩(wěn)定性和抗干擾能力。2、通過(guò)溶劑熱法和煅燒法制備出含有不同石墨烯量的磁性CoFe_2O_4/GO納米吸附劑,利用一系列納米材料表征手段對(duì)所制備的樣品的物相、形貌等參數(shù)進(jìn)行表征,并選用卡馬西平作為目標(biāo)污染物探究合成的材料的吸附性能,結(jié)果表明:制備的材料對(duì)卡馬西平的吸附模型均遵循Langmuir吸附模型且相應(yīng)的吸附性能與比表面積變化規(guī)律相似,其中石墨烯加入量為2 ml時(shí)為最佳比例,在此比例下材料對(duì)卡馬西平的吸附容量最大為50.5 mg/g,且吸附量隨著溫度的增加而降低,是一種典型的放熱反應(yīng);分析該吸附過(guò)程可以發(fā)現(xiàn)其對(duì)卡馬西平的吸附過(guò)程更趨向偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。5次磁性回收再利用后,CoFe_2O_4/2GO對(duì)卡馬西平的吸附性能僅降低了約10%,表明其具有良好的磁性和穩(wěn)定性;面對(duì)卡馬西平、雙酚A、阿特拉津這三種不同的有機(jī)污染物CoFe_2O_4/2GO表現(xiàn)出不同的吸附性能,不管是在單一溶液中或者是三種混合溶液的競(jìng)爭(zhēng)體系中,其對(duì)這三種污染物的吸附能力總是表現(xiàn)為雙酚A卡馬西平阿特拉津。3、以尿素鐵和尿素鋅為前軀體通過(guò)高溫煅燒法制備出了不同Zn/Fe比的ZnFe_2O_4/ZnO納米材料,并分別采用一系列手段對(duì)合成的樣品進(jìn)行表征,同時(shí)選取剛果紅、亞甲基藍(lán)等有機(jī)染料作為處理對(duì)象,對(duì)材料的光催化性能和吸附性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明:該法制備的產(chǎn)物的物相和形貌隨著Zn/Fe比的變化而變化,當(dāng)Zn或Fe的量為0時(shí)所制備的產(chǎn)物為團(tuán)聚在一起的赤鐵礦Fe2O3或六方晶型ZnO,而當(dāng)同時(shí)加入Zn與Fe時(shí)得到的產(chǎn)物為一些顆粒狀的ZnFe_2O_4/Zn O復(fù)合物,且隨著Zn/Fe比的增高ZnO的衍射峰強(qiáng)度增高,同時(shí)團(tuán)聚現(xiàn)象也有所改善,表明增加Zn含量可以減輕ZnFe_2O_4/ZnO的團(tuán)聚現(xiàn)象。從光催化降解剛果紅結(jié)果可以看出,所制備的材料對(duì)剛果紅的去除過(guò)程是一個(gè)吸附和光催化反應(yīng)協(xié)同作用的過(guò)程,研究發(fā)現(xiàn)最佳Zn/Fe比為1.5:1,同時(shí)·OH在此過(guò)程中起主導(dǎo)作用;通過(guò)吸附實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)所制備的ZnFe_2O_4/ZnO對(duì)剛果紅的吸附過(guò)程遵循Langmuir吸附模型和偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,同時(shí)此復(fù)合材料對(duì)于水中的弱堿性及酸性有機(jī)染料具有較強(qiáng)的去除能力。
[Abstract]:In this paper , a series of characterization methods are used to characterize the biological environment and human health . The results show that the optimal loading of ZnFe _ 2O _ 4 is 2.5 wt % . The adsorption of ZnFe _ 2O _ 4 / ZnO with different Zn / Fe ratios was studied by means of high temperature calcination . The results showed that the Zn / Fe ratio was 1.5 鈭，

本文編號(hào)：1674579