【摘要】：纖維素納米纖維綜合了纖維素來源廣泛、無毒副作用、穩(wěn)定性高、含大量羥基官能團和納米纖維比表面積超高、機械性能優(yōu)異、表面易調(diào)控等優(yōu)點,是功能性分子的理想載體材料。本論文以纖維素納米纖維為基體,將四氨基鈷酞菁(CoPc)催化劑共價固定于其表面制備得到異相催化劑,并應(yīng)用于模擬染料廢水脫色處理。具體研究內(nèi)容如下： 利用靜電紡絲技術(shù)制備了乙酸纖維素納米纖維,將CoPc共價固定于經(jīng)水解和氧化表面改性后的納米纖維表面,制備得到酞菁表面功能化纖維素納米纖維CoPc-NM.以活性艷紅X-3B染料溶液模擬工業(yè)染料廢水,測試CoPc-NM的脫色性能。發(fā)現(xiàn)酸性條件下CoPc分子對帶負電荷的陰離子染料具有很高的吸附容量,吸附能力的提高可促進催化氧化反應(yīng)的進行。pH=2時,以H2O2為氧化劑,CoPc-NM能在90min內(nèi)使90%的染料分子催化氧化降解。 在催化劑與載體之間引入一條間隔臂,制備得到酞菁表面功能化,間隔臂連接纖維素納米纖維CoPc-spacer-NM。間隔臂的引入可降低納米纖維載體對CoPc的位阻效應(yīng),減少染料分子向CoPc擴散時的擴散阻力,進而提高納米纖維表面CoPc的催化效率,pH=10時催化氧化速率高達73.85μmol·min-1.g-1。利用電子順磁共振(EPR)技術(shù)證實了催化氧化過程中有高活性的羥基自由基·OH產(chǎn)生。通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)技術(shù)證實染料分子被深度氧化為順丁烯二酸、反丁烯二酸、戊二酸和己二酸等易被生物降解的脂肪酸。初步探討了CoPc-spacer-NM在催化膜反應(yīng)器中的應(yīng)用,在最佳操作條件下,反應(yīng)9min可使染料溶液濃度下降90%以上。 將電子傳導(dǎo)性能優(yōu)異的多壁碳納米管(MWNT)引入到催化氧化體系,制備碳納米管摻雜,酞菁表面功能化,間隔臂連接纖維素納米纖維,研究其對模擬染料廢水的脫色性能。結(jié)果表明,MWNT能在一定程度上促進催化氧化反應(yīng)的進行,含5%MWNT的異相催化劑對染料溶液的催化氧化速率比CoPc-spacer-NM快約20%。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：X703

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 黃金陵,彭亦如,陳耐生;金屬酞菁配合物結(jié)構(gòu)研究的一些譜學(xué)方法[J];光譜學(xué)與光譜分析;2001年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 呂汪洋;催化功能纖維降解染料等有機污染物的研究[D];浙江理工大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 黃賦;納米纖維膜固定化酶及其酶—膜反應(yīng)器的構(gòu)建與性能研究[D];浙江大學(xué);2010年

本文編號：2778127