Ni/Fe納米顆粒與豆磷脂復(fù)合材料制備及其去除多氯聯(lián)苯研究
發(fā)布時間:2021-04-20 11:26
多氯聯(lián)苯(PCBs)作為一種持久性有機污染物,具有高毒性,化學(xué)穩(wěn)定性,遠距離遷移性和生物富集性等特點。PCBs的危害以及不能快速自然降解的特性,使得其有效去除成為了一個重要的環(huán)境問題。當前,基于零價鐵的雙金屬納米粒,因其自身優(yōu)良的反應(yīng)活性,被廣泛應(yīng)用于去除持久性有機污染物。本研究中設(shè)計和制備了高活性Ni/Fe納米粒以及與之相關(guān)的復(fù)合材料。選擇3,3′,4,4′-四氯聯(lián)苯作為目標污染物對所制備的去除材料的性能進行驗證。添加模板物質(zhì)來輔助納米材料的合成是一種簡便可行的方法。二元軟團簇由聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和十二烷基硫酸鈉(SDS)組成,能夠有效引導(dǎo)有優(yōu)良特性的Ni/Fe納米粒的生成。PVP-SDS軟團簇的持久功能性導(dǎo)致了Ni/Fe納米粒具有二級組裝的特定結(jié)構(gòu),對應(yīng)著更多的活性位點以及更高的反應(yīng)性。Ni/Fe納米粒良好的活性由其對PCB77更高的去除率(72h內(nèi)99.3%)和去除效率(kobs為0.0674 h-1)而得到體現(xiàn)。固體載體經(jīng)常被用來提升雙金屬納米粒的性能。本研究中,通過微乳液體系中原位負載并沉積磷脂載體的方法,制備了一種由豆磷脂與納米雙金屬組成的復(fù)合材料(表示為lecith...
【文章來源】:天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:116 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 綜述
1.1 多氯聯(lián)苯的性質(zhì)和危害
1.2 多氯聯(lián)苯的去除方法
1.2.1 熱處理法
1.2.2 物理去除法
1.2.3 化學(xué)去除法
1.2.4 生物去除法
1.3 零價鐵技術(shù)去除污染物
1.3.1 去除金屬離子污染物的研究
1.3.2 去除硝酸鹽及硝基芳烴污染物的研究
1.3.3 去除染料污染物的研究
1.3.4 去除含氯有機污染物的研究
1.4 納米鐵,納米雙金屬技術(shù)及其去除多氯聯(lián)苯的研究進展
1.5 液相模板法制備納米材料的研究進展
1.5.1 大分子模板
1.5.2 表面活性劑模板
1.5.3 表面活性劑-大分子模板即軟物質(zhì)團簇模板
1.5.4 微乳液模板
1.6 豆磷脂的性質(zhì)與應(yīng)用
1.7 選題意義及主要研究內(nèi)容
第二章 表面活性劑—大分子軟物質(zhì)團簇的生成研究及模板條件的確立
2.1 表面活性劑—大分子軟物質(zhì)團簇的性能與應(yīng)用
2.2 材料與方法
2.2.1 實驗材料
2.2.2 軟團簇體系構(gòu)建
2.2.3 電導(dǎo)法分析團簇生成條件
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 水溶液中軟團簇生成
2.3.2 乙醇-水溶液體系對團簇生成的影響
2.3.3 含F(xiàn)e2+溶液中團簇模板條件
2.4 本章小結(jié)
第三章 PVP-SDS軟團簇模板法制備Ni/Fe雙金屬納米粒去除PCB77
3.1 引言
3.2 液相還原法制備Ni/Fe雙金屬納米顆粒工藝初探
3.2.1 制備過程反應(yīng)時間考量
3.2.2 模板選擇需考慮的因素
3.2.3 Ni投加量和投加方式的考察
3.2.4 PCB77去除動力學(xué)分析
3.3 應(yīng)用軟團簇模板制備納米雙金屬粒的材料與方法
3.3.1 實驗材料
3.3.2 軟團簇模板引導(dǎo)下液相還原制備Ni/Fe雙金屬納米粒
3.3.3 Ni/Fe雙金屬納米粒的表征
3.3.4 PCB77去除及檢測
3.4 結(jié)果與討論
3.4.1 Ni/Fe雙金屬納米粒形貌分析
3.4.2 EDS能譜分析
3.4.3 BET比表面積分析
3.4.4 傅里葉變換紅外光譜分析(FT-IR)
3.4.5 X射線衍射分析(XRD)
3.4.6 Ni/Fe雙金屬納米粒對PCB77的去除能力
3.5 本章小結(jié)
第四章 構(gòu)建基于豆磷脂的微乳液模板體系
4.1 表面活性劑及豆磷脂在污染物去除中的應(yīng)用
4.2 材料與方法
4.2.1 實驗材料
4.2.2 微乳液組成考察
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 微乳液體系的篩選
4.3.2 乳化劑復(fù)配比例優(yōu)選
4.3.3 微乳液km值優(yōu)選
4.3.4 確定微乳液模板組成
4.4 本章小結(jié)
第五章 微乳液模板法原位沉積制備豆磷脂負載Ni/Fe雙金屬復(fù)合材料去除PCB77
5.1 引言
5.2 材料與方法
5.2.1 實驗材料
5.2.2 磷脂負載Ni/Fe雙金屬復(fù)合材料的制備
5.2.3 磷脂負載Ni/Fe雙金屬復(fù)合材料的表征
5.2.4 PCB77去除及檢測
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 磷脂負載Ni/Fe雙金屬復(fù)合材料形貌分析
5.3.2 BET比表面積分析
5.3.3 傅里葉變換紅外光譜分析(FT-IR)
5.3.4 X射線衍射分析(XRD)
5.3.5 磷脂負載Ni/Fe雙金屬協(xié)同作用去除PCB77
5.4 本章小結(jié)
第六章 制備豆磷脂包覆Ni/Fe雙金屬納米粒的復(fù)合材料去除PCB77
6.1 構(gòu)建豆磷脂包覆Ni/Fe納米粒復(fù)合材料
6.2 材料與方法
6.2.1 實驗材料
6.2.2 磷脂包覆型復(fù)合材料的制備
6.2.3 磷脂包覆型復(fù)合材料的表征
6.2.4 PCB77去除及檢測
6.3 結(jié)果與討論
6.3.1 X射線衍射分析(XRD)
6.3.2 磷脂包覆型復(fù)合材料形貌分析
6.3.3 傅里葉變換紅外光譜分析(FT-IR)
6.3.4 制備工藝選用不同分散介質(zhì)對PCB77去除的影響
6.3.5 磷脂初始投加量對PCB77去除的影響
6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論、創(chuàng)新點及展望
7.1 全文結(jié)論
7.2 創(chuàng)新點
7.3 研究前景展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
附錄
致謝
本文編號:3149590
【文章來源】:天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:116 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 綜述
1.1 多氯聯(lián)苯的性質(zhì)和危害
1.2 多氯聯(lián)苯的去除方法
1.2.1 熱處理法
1.2.2 物理去除法
1.2.3 化學(xué)去除法
1.2.4 生物去除法
1.3 零價鐵技術(shù)去除污染物
1.3.1 去除金屬離子污染物的研究
1.3.2 去除硝酸鹽及硝基芳烴污染物的研究
1.3.3 去除染料污染物的研究
1.3.4 去除含氯有機污染物的研究
1.4 納米鐵,納米雙金屬技術(shù)及其去除多氯聯(lián)苯的研究進展
1.5 液相模板法制備納米材料的研究進展
1.5.1 大分子模板
1.5.2 表面活性劑模板
1.5.3 表面活性劑-大分子模板即軟物質(zhì)團簇模板
1.5.4 微乳液模板
1.6 豆磷脂的性質(zhì)與應(yīng)用
1.7 選題意義及主要研究內(nèi)容
第二章 表面活性劑—大分子軟物質(zhì)團簇的生成研究及模板條件的確立
2.1 表面活性劑—大分子軟物質(zhì)團簇的性能與應(yīng)用
2.2 材料與方法
2.2.1 實驗材料
2.2.2 軟團簇體系構(gòu)建
2.2.3 電導(dǎo)法分析團簇生成條件
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 水溶液中軟團簇生成
2.3.2 乙醇-水溶液體系對團簇生成的影響
2.3.3 含F(xiàn)e2+溶液中團簇模板條件
2.4 本章小結(jié)
第三章 PVP-SDS軟團簇模板法制備Ni/Fe雙金屬納米粒去除PCB77
3.1 引言
3.2 液相還原法制備Ni/Fe雙金屬納米顆粒工藝初探
3.2.1 制備過程反應(yīng)時間考量
3.2.2 模板選擇需考慮的因素
3.2.3 Ni投加量和投加方式的考察
3.2.4 PCB77去除動力學(xué)分析
3.3 應(yīng)用軟團簇模板制備納米雙金屬粒的材料與方法
3.3.1 實驗材料
3.3.2 軟團簇模板引導(dǎo)下液相還原制備Ni/Fe雙金屬納米粒
3.3.3 Ni/Fe雙金屬納米粒的表征
3.3.4 PCB77去除及檢測
3.4 結(jié)果與討論
3.4.1 Ni/Fe雙金屬納米粒形貌分析
3.4.2 EDS能譜分析
3.4.3 BET比表面積分析
3.4.4 傅里葉變換紅外光譜分析(FT-IR)
3.4.5 X射線衍射分析(XRD)
3.4.6 Ni/Fe雙金屬納米粒對PCB77的去除能力
3.5 本章小結(jié)
第四章 構(gòu)建基于豆磷脂的微乳液模板體系
4.1 表面活性劑及豆磷脂在污染物去除中的應(yīng)用
4.2 材料與方法
4.2.1 實驗材料
4.2.2 微乳液組成考察
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 微乳液體系的篩選
4.3.2 乳化劑復(fù)配比例優(yōu)選
4.3.3 微乳液km值優(yōu)選
4.3.4 確定微乳液模板組成
4.4 本章小結(jié)
第五章 微乳液模板法原位沉積制備豆磷脂負載Ni/Fe雙金屬復(fù)合材料去除PCB77
5.1 引言
5.2 材料與方法
5.2.1 實驗材料
5.2.2 磷脂負載Ni/Fe雙金屬復(fù)合材料的制備
5.2.3 磷脂負載Ni/Fe雙金屬復(fù)合材料的表征
5.2.4 PCB77去除及檢測
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 磷脂負載Ni/Fe雙金屬復(fù)合材料形貌分析
5.3.2 BET比表面積分析
5.3.3 傅里葉變換紅外光譜分析(FT-IR)
5.3.4 X射線衍射分析(XRD)
5.3.5 磷脂負載Ni/Fe雙金屬協(xié)同作用去除PCB77
5.4 本章小結(jié)
第六章 制備豆磷脂包覆Ni/Fe雙金屬納米粒的復(fù)合材料去除PCB77
6.1 構(gòu)建豆磷脂包覆Ni/Fe納米粒復(fù)合材料
6.2 材料與方法
6.2.1 實驗材料
6.2.2 磷脂包覆型復(fù)合材料的制備
6.2.3 磷脂包覆型復(fù)合材料的表征
6.2.4 PCB77去除及檢測
6.3 結(jié)果與討論
6.3.1 X射線衍射分析(XRD)
6.3.2 磷脂包覆型復(fù)合材料形貌分析
6.3.3 傅里葉變換紅外光譜分析(FT-IR)
6.3.4 制備工藝選用不同分散介質(zhì)對PCB77去除的影響
6.3.5 磷脂初始投加量對PCB77去除的影響
6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論、創(chuàng)新點及展望
7.1 全文結(jié)論
7.2 創(chuàng)新點
7.3 研究前景展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
附錄
致謝
本文編號:3149590
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