發(fā)布時間：2024-02-23 18:59

　　二維過渡金屬碳/氮化物(MXene)因其獨特的結構和出色的理化性質,已成為諸多領域如能源儲存、傳感、催化、生物應用及環(huán)境污染治理等中的研究熱點之一。在MXene材料不斷生產及應用過程中,其不可避免地被排放進入到水環(huán)境中,然而其進入水環(huán)境后是否會對生態(tài)環(huán)境造成危害尚未得知。因此,研究MXene在水環(huán)境中的行為對預測MXene的遷移歸趨規(guī)律以及評估其環(huán)境風險具有重要的意義。本論文對MXene材料對水環(huán)境中的污染物的吸附行為及其在真實水環(huán)境中的聚集行為及穩(wěn)定性進行了探索。主要內容如下:(1)對二維少層Ti3C2Tx納米片吸附水中的U(Ⅵ)和Co(Ⅱ)的性能進行了研究。宏觀吸附實驗結果顯示Ti3C2Tx納米片對U(Ⅵ)/Co(Ⅱ)的吸附顯著受環(huán)境條件如pH、離子強度和溫度等影響。在pH為5.5且溫度為298K時,U(Ⅵ)和Co(Ⅱ)在Ti3C2Tx納米片的最大吸附量分別可達到120.82和93.82 mg.g-1。U(Ⅵ)的吸附在5 min內即可達到平衡,Co(Ⅱ)的吸附在30 min內達到平衡,吸附動力學均符合準二級動力學模型。微觀表征測試表明Ti3C2Tx表面的含氧官能團參與了 U(Ⅵ)和...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 MXene材料概述
        1.1.1 MXene的結構特點
        1.1.2 MXene的合成方法
        1.1.3 MXene的性質與應用
    1.2 MXene在水環(huán)境中應用和行為的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 MXene材料在水環(huán)境中的吸附應用
        1.2.2 MXene材料在水環(huán)境中的聚集特性
    1.3 本論文的研究意義和內容
        1.3.1 研究意義
        1.3.2 研究內容與技術路線
第2章 吸附和聚集的基本理論和研究方法
    2.1 吸附的基本理論和研究方法
        2.1.1 吸附動力學
        2.1.2 吸附等溫線
        2.1.3 吸附熱力學
        2.1.4 吸附反應研究方法
    2.2 聚集的基本理論和研究方法
        2.2.1 雙電層結構和電動電勢
        2.2.2 臨界聚沉濃度的測定
        2.2.3 聚集動力學的確定
        2.2.4 聚集行為研究方法
第3章 水環(huán)境中Ti₃C₂T_x納米片的吸附性能
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 主要實驗試劑及儀器
        3.2.2 納米片的制備
        3.2.3 批量吸附實驗
        3.2.4 材料結構與形貌表征
    3.3 結果與討論
        3.3.1 表征分析
        3.3.2 吸附動力學研究
        3.3.3 pH與離子強度對吸附的影響
        3.3.4 等溫吸附及熱力學行為研究
        3.3.5 吸附機理
    3.4 本章小結
第4章 Ti₃C₂T_x納米片在水環(huán)境中的聚集行為
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑及儀器
        4.2.2 Ti₃C₂T_x納米片的制備
        4.2.3 材料結構與形貌表征
        4.2.4 聚集實驗
        4.2.5 聚集動力學研究
        4.2.6 長期穩(wěn)定性研究
        4.2.7 不同類型水的制備和特性
    4.3 結果與討論
        4.3.1 表征分析
        4.3.2 pH對Ti₃C₂T_x納米片穩(wěn)定性的影響
        4.3.3 Ti₃C₂T_x納米片的聚集行為
        4.3.4 Ti₃C₂T_x納米片的聚集動力學
        4.3.5 真實水環(huán)境中Ti₃C₂T_x納米片的聚集行為
    4.4 本章小結
第5章 全文總結與展望
    5.1 主要結論
    5.2 主要創(chuàng)新點
    5.3 后續(xù)研究方向
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文以及獲得獎勵



本文編號：3907817