鐵(氫)氧化物納米顆粒因其具有特殊的反應(yīng)活性,易于吸附環(huán)境中的有機(jī)物和重金屬離子,常被作為吸附劑和催化劑等廣泛地應(yīng)用于環(huán)境污染修復(fù)領(lǐng)域。但鐵(氫)氧化物納米顆粒在環(huán)境中易水解形成沉淀,團(tuán)聚作用作為一種常見的沉淀形式,已成為研究納米顆粒對各類污染物穩(wěn)定性影響的最佳方法。磁鐵礦納米顆粒(MNPs)和水鐵礦納米顆粒(FNPs)普遍存在于水環(huán)境中,其具有比表面積大、氧化還原反應(yīng)性好、吸附能力強(qiáng)、無毒且易合成等優(yōu)點(diǎn)。由于MNPs極易發(fā)生團(tuán)聚作用,常在其表面包覆有機(jī)物增強(qiáng)了穩(wěn)定性,而FNPs常摻雜有多種金屬離子。因此,查明包覆有機(jī)物的MNPs和摻雜重金屬的FNPs在自然環(huán)境中團(tuán)聚行為及其機(jī)理對于進(jìn)一步理解環(huán)境污染物的行為過程具有重要的意義。本研究采用共沉淀的方法,合成了包覆3種不同種類有機(jī)酸(檸檬酸、聚丙烯酸和乙酸)的磁鐵礦納米顆粒、水鐵礦納米顆粒和摻雜4種重金屬(Pb、Mn、Al和Cr)的水鐵礦納米顆粒。借助動(dòng)態(tài)光散射(DLS)測定了合成的納米顆粒粒徑的動(dòng)態(tài)變化,較為系統(tǒng)地比較了各納米顆粒在不同pH(5.0～9.0)、離子強(qiáng)度(0.03～1400 mmol·L^-1)、電解質(zhì)...

【文章頁數(shù)】：152 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 鐵(氫)氧化物納米顆粒的種類及制備
            1.2.1.1 鐵(氫)氧化物納米顆粒的種類
            1.2.1.2 鐵(氫)氧化物納米顆粒的制備
            1.2.1.3 鐵(氫)氧化物納米顆粒的修飾方法
        1.2.2 團(tuán)聚粒徑的測定及機(jī)理
            1.2.2.1 團(tuán)聚粒徑的測定方法
            1.2.2.2 團(tuán)聚行為的機(jī)理
        1.2.3 影響團(tuán)聚行為的因素
            1.2.3.1 溶液的pH
            1.2.3.2 電解質(zhì)溶液的種類
            1.2.3.3 離子強(qiáng)度
            1.2.3.4 有機(jī)物的種類及含量
            1.2.3.5 影響團(tuán)聚的其它因素
        1.2.4 鐵氧化物納米顆粒的團(tuán)聚行為
            1.2.4.1 磁鐵礦納米顆粒的團(tuán)聚行為
            1.2.4.2 水鐵礦納米顆粒的團(tuán)聚行為
    1.3 主要研究內(nèi)容
        1.3.1 包覆有機(jī)酸的磁鐵礦納米顆粒的表征
        1.3.2 包覆不同有機(jī)酸的磁鐵礦納米顆粒的團(tuán)聚行為及機(jī)理
        1.3.3 水鐵礦納米顆粒的團(tuán)聚行為及機(jī)理
        1.3.4 摻雜重金屬的水鐵礦納米顆粒的團(tuán)聚行為及機(jī)理
    1.4 技術(shù)路線
第二章 包覆有機(jī)酸的磁鐵礦納米顆粒的合成和表征
    2.1 引言
    2.2 材料和方法
        2.2.1 合成所需的試劑
        2.2.2 包覆有機(jī)物的磁鐵礦納米顆粒的合成方法
        2.2.3 包覆有機(jī)物的磁鐵礦納米顆粒的表征
    2.3 結(jié)果和討論
        2.3.1 礦物組成及粒徑的表征
        2.3.2 表面官能團(tuán)的表征
        2.3.3 水動(dòng)力學(xué)直徑的測定
        2.3.4 Zeta電位的測定
        2.3.5 等電點(diǎn)(pHIEP)的測定
        2.3.6 包覆有機(jī)酸的磁鐵礦納米顆粒的穩(wěn)定性
    2.4 小結(jié)
第三章 檸檬酸-磁鐵礦納米顆粒(CA-MNPs)在水溶液中的團(tuán)聚行為及機(jī)理
    3.1 引言
    3.2 材料和方法
        3.2.1 電解質(zhì)溶液的制備
        3.2.2 團(tuán)聚動(dòng)力學(xué)和附著效率的計(jì)算
        3.2.3 DLVO理論的計(jì)算
        3.2.4 CA-MNPs對離子的吸附
        3.2.5 胡敏酸對CA-MNPs團(tuán)聚的影響
    3.3 結(jié)果和討論
        3.3.1 電解質(zhì)溶液中CA-MNPs的zeta電位
        3.3.2 pH和NaCl對CA-MNPs團(tuán)聚的影響
        3.3.3 pH和CaCl₂對CA-MNPs團(tuán)聚的影響
        3.3.4 不同種類陰離子對CA-MNPs團(tuán)聚的影響
        3.3.5 胡敏酸對CA-MNPs團(tuán)聚的影響
    3.4 小結(jié)
第四章 乙酸-磁鐵礦納米顆粒(AA-MNPs)在水溶液中的團(tuán)聚行為及機(jī)理
    4.1 引言
    4.2 材料和方法
        4.2.1 電解質(zhì)溶液的制備
        4.2.2 團(tuán)聚動(dòng)力學(xué)和zeta電位的測定
        4.2.3 AA-MNPs對離子的吸附
        4.2.4 胡敏酸對AA-MNPs團(tuán)聚的影響
    4.3 結(jié)果和討論
        4.3.1 電解質(zhì)溶液中AA-MNPs的zeta電位
        4.3.2 pH和NaCl對AA-MNPs團(tuán)聚行為的影響
        4.3.3 pH和CaCl₂對AA-MNPs團(tuán)聚的影響
        4.3.4 不同種類陰離子對AA-MNPs團(tuán)聚的影響
        4.3.5 胡敏酸對AA-MNPs團(tuán)聚的影響
    4.4 小結(jié)
第五章 聚丙烯酸-磁鐵礦納米顆粒(PAA-MNPs)在水溶液中的團(tuán)聚行為及機(jī)理
    5.1 引言
    5.2 材料和方法
        5.2.1 電解質(zhì)溶液的制備
        5.2.2 團(tuán)聚動(dòng)力學(xué)和zeta電位的測定
        5.2.3 PAA-MNPs對離子的吸附
        5.2.4 胡敏酸對電解質(zhì)存在時(shí)PAA-MNPs團(tuán)聚的影響
    5.3 結(jié)果和討論
        5.3.1 電解質(zhì)溶液中PAA-MNPs的zeta電位
        5.3.2 pH和NaCl對 PAA-MNPs團(tuán)聚的影響
        5.3.3 pH和CaCl₂對PAA-MNPs團(tuán)聚的影響
        5.3.4 不同種類陰離子對PAA-MNPs團(tuán)聚的影響
        5.3.5 胡敏酸對PAA-MNPs團(tuán)聚的影響
    5.4 小結(jié)
第六章 包覆3種有機(jī)酸的磁鐵礦納米顆粒在水溶液中團(tuán)聚行為的差異
    6.1 引言
    6.2 結(jié)果和討論
        6.2.1 電解質(zhì)溶液中包覆3種有機(jī)酸MNPs的zeta電位的差異
        6.2.2 陽離子對包覆3種有機(jī)酸MNPs團(tuán)聚行為的差異
        6.2.3 陰離子對包覆3種有機(jī)酸MNPs團(tuán)聚行為的差異
        6.2.4 胡敏酸對3種包覆有機(jī)酸MNPs團(tuán)聚行為的差異
    6.3 小結(jié)
第七章 水鐵礦納米顆粒(FNPs)在水溶液中的團(tuán)聚行為及機(jī)理
    7.1 引言
    7.2 材料和方法
        7.2.1 FNPs的合成
        7.2.2 電解質(zhì)溶液的制備
        7.2.3 FNPs的pH等電點(diǎn)(pHIEP)的測定
        7.2.4 不同條件團(tuán)聚動(dòng)力學(xué)和zeta電位的測定
        7.2.5 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)的測定
    7.3 結(jié)果和討論
        7.3.1 FNPs的表面相變和FNPs的pHIEP
        7.3.2 電解質(zhì)溶液中FNPs的zeta電位
        7.3.3 FNPs的團(tuán)聚動(dòng)力學(xué)和DLVO計(jì)算
        7.3.4 有機(jī)物種類和濃度對FNPs團(tuán)聚的影響
    7.4 小結(jié)
第八章 摻雜重金屬的水鐵礦納米顆粒(Mt-FNPs)在水溶液中的團(tuán)聚行為
    8.1 引言
    8.2 材料和方法
        8.2.1 Mt-FNPs的合成
        8.2.2 電解質(zhì)溶液的制備
        8.2.3 Mt-FNPs的pH等電點(diǎn)(pHIEP)的測定
        8.2.4 不同條件團(tuán)聚動(dòng)力學(xué)和zeta電位的測定
    8.3 結(jié)果和討論
        8.3.1 Mt-FNPs的基本性質(zhì)
        8.3.2 電解質(zhì)溶液中Mt-FNPs的zeta電位
        8.3.3 酸性pH條件下4種Mt-FNPs的團(tuán)聚行為
        8.3.4 中性pH條件下4種Mt-FNPs的團(tuán)聚行為
    8.4 小結(jié)
第九章 主要結(jié)論、創(chuàng)新點(diǎn)及研究展望
    9.1 主要結(jié)論
    9.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    9.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡歷



本文編號：3876916