磁性纳米材料的制备与染料吸附特性

发布时间：2020-06-10 02:52

【摘要】：染料废水排放造成的水污染是人类面临的最严峻的环境问题之一。研发高效染料废水处理技术是现代环保的重大需求,吸附法由于具有吸附高效、操作便捷和成本低廉等特点成为目前最常用的染料废水污染处理方法。近年来,磁性纳米材料由于具有高比表面积、良好的化学稳定性和可控的磁性结构等特点受到国内外科研工作者们的广泛关注,在吸附剂领域内有着广阔的应用前景。磁性纳米材料作为一种新型吸附剂,与传统的吸附剂相比具有许多优势,例如良好的吸附性能、便捷的磁分离和无二次污染等。然而,目前磁性纳米材料吸附剂存在对溶液pH敏感及选择性吸附等缺点,极大地限制了它们的大规模实际应用。本文主要阐述了磁性纳米金属氧化物CoFe_2O_4(CFO)及其复合物C/CoFe_2O_4(C/CFO)的制备方法,并对其物理化学性质进行表征。在此基础上,测试磁性纳米金属氧化物CFO及其复合物C/CFO对阴、阳离子型(刚果红、亚甲基蓝)染料的去除效果,探索溶液pH值、初始染料浓度和吸附时间等因素对吸附的影响,进一步分析磁性纳米复合物C/CFO对两种染料的吸附等温线和吸附动力学,最后提出磁性纳米金属氧化物CFO及其复合物C/CFO对阴、阳离子型(刚果红、亚甲基蓝)染料的吸附机理。研究表明,磁性纳米金属氧化物CFO及其复合物C/CFO均具有高比表面积和多孔结构,磁性纳米复合物C/CFO晶粒尺寸更大、结晶度更高、饱和磁化强度更强。实验测得磁性纳米复合物C/CFO对刚果红和亚甲基蓝染料的最大吸附量分别为42.06 mg/g和263.17 mg/g,符合Langmuir吸附等温线模型和准二阶动力学模型。磁性纳米复合物C/CFO吸附染料对溶液pH不敏感,由傅里叶转换红外光谱技术发现p-p堆积作用为其主要吸附机理。本文所制备的磁性纳米复合物C/CFO适用于广泛的溶液pH(3-11)条件下对阴、阳离子型(刚果红、亚甲基蓝)染料的吸附,并在外加磁场的作用下可以被迅速的分离,具有高效净化染料污水的应用前景。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB383.1;TQ424

【参考文献】