Fe 3 O 4 /C复合材料的制备及其对硝基苯系物的吸附性能研究
发布时间：2021-02-06 19:36
本论文采用溶胶—凝胶法和物理活化法两步法，以海藻酸钠为碳源和还原剂，以硝酸铁为铁源和交联剂，合成了一种Fe3O4/C的多孔材料，并表征了其结构。探究了这种多孔材料对硝基苯的吸附性能，并通过对苯系物吸附平衡的研究，进一步讨论了吸附机理。1、从绿色化学的角度出发，利用廉价易得的生物质材料海藻酸钠在以Fe（Ⅲ）为交联剂的条件下，生成了具有一定孔道结构的凝胶球，将凝胶球冷冻干燥后，在氮气的氛围中，不同温度下进行煅烧，Fe（Ⅲ）可被海藻酸钠还原，得到Fe3O4，同时，海藻酸钠为碳源，最终得到一种Fe3O4/C的多孔材料。通过XRD、SEM、TEM、BET等一系列的表征手段，确定了该材料的物理和结构性质。2、以Fe3O4/C复合材料为吸附剂，研究了其对硝基苯的吸附效果，探究了吸附时间、吸附剂量、吸附质初始浓度对吸附过程的影响。结果表明，Fe3O4/C-1000复合材料能够在1小时实现对硝基苯的快速吸附，吸附量可达到57.48mg/g；随着吸附剂投入量的不断增加，硝基苯去除率不断提高，可高于97%；随着硝基苯初始浓度的增加，去除率呈下降趋势，但是相对吸附量则呈现上升趋势，吸附过程符合Langmuir...
【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MCM-41的吸附动力学图
An-Hui Lu[17]等人合成了 Fe3O4@h-C@Pt 的孔壳结构，方法如图 1.2 所示，先合成可 Fe3O4纳米粒子，将其放入到油酸的水溶液中，超声分散后，加入 DA/HMT 溶液中，转移至反应釜内，160 ℃，反应 4 小时，得到 Fe3O4@h—C，将产物放到 Pt2+溶液中的，干燥后，产物在氢氩气氛中，500℃反应 2 小时，即得到 Pt 金属分散很好的Fe3O4@h-C@Pt。用该材料进行硝基苯在氢气氛围下降解为苯胺的催化反应，发现出第一轮催化外，以煅烧的方法回收催化剂后，第 2 到 4 轮催化效果均大于 99%。
-Fe2O3的表面为聚多巴胺，碳化后得到掺杂 N 的碳包裹的 Fe3O4。超声分散得到的赤铁矿溶液中加入多巴胺，搅拌干燥后，在氩气氛围中加热到 150℃保温 1 小时，继续加热到 500℃反应 4 小时，即得到了 N 掺杂碳包裹的 Fe3O4。通过调节多巴胺浓度，可以得到不同厚度的碳层，发现当多巴胺浓度为 1mg/mL 是碳含量为 3%，碳层厚度为 2 nm，当浓度为 3mg/ml 时碳含量增长到 28%，碳层厚度为 24 nm。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Adsorption properties of nitrobenzene in wastewater with silica aerogels[J]. CUI Sheng1,LIU XueYong2,LIU Yu2,SHEN XiaoDong1,LIN BenLan1,3,HAN GuiFang1 & WU ZhanWu1 1 College of Material Science and Engineering,Nanjing University of Technology,Nanjing 210009,China;2 Institute of Chemical Materials,CAEP,Mianyang 621900,China;3 Editorial Board of Journal,Nanjing University of Technology,Nanjing 210009,China. Science China（Technological Sciences）. 2010(09)
[2]生物碳质吸附剂对水中有机污染物的吸附作用及机理[J]. 陈宝梁,周丹丹,朱利中,沈学优. 中国科学（B辑:化学）. 2008(06)
[3]活性炭孔结构和表面化学性质对吸附硝基苯的影响[J]. 刘守新,陈曦,张显权. 环境科学. 2008(05)
[4]活性炭的光催化再生机理[J]. 刘守新,陈广胜,孙承林. 环境化学. 2005(04)
[5]纺织染整加工与水污染[J]. 陈克强. 环境科学进展. 1994(05)
本文编号：3020980
【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MCM-41的吸附动力学图
An-Hui Lu[17]等人合成了 Fe3O4@h-C@Pt 的孔壳结构，方法如图 1.2 所示，先合成可 Fe3O4纳米粒子，将其放入到油酸的水溶液中，超声分散后，加入 DA/HMT 溶液中，转移至反应釜内，160 ℃，反应 4 小时，得到 Fe3O4@h—C，将产物放到 Pt2+溶液中的，干燥后，产物在氢氩气氛中，500℃反应 2 小时，即得到 Pt 金属分散很好的Fe3O4@h-C@Pt。用该材料进行硝基苯在氢气氛围下降解为苯胺的催化反应，发现出第一轮催化外，以煅烧的方法回收催化剂后，第 2 到 4 轮催化效果均大于 99%。
-Fe2O3的表面为聚多巴胺，碳化后得到掺杂 N 的碳包裹的 Fe3O4。超声分散得到的赤铁矿溶液中加入多巴胺，搅拌干燥后，在氩气氛围中加热到 150℃保温 1 小时，继续加热到 500℃反应 4 小时，即得到了 N 掺杂碳包裹的 Fe3O4。通过调节多巴胺浓度，可以得到不同厚度的碳层，发现当多巴胺浓度为 1mg/mL 是碳含量为 3%，碳层厚度为 2 nm，当浓度为 3mg/ml 时碳含量增长到 28%，碳层厚度为 24 nm。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Adsorption properties of nitrobenzene in wastewater with silica aerogels[J]. CUI Sheng1,LIU XueYong2,LIU Yu2,SHEN XiaoDong1,LIN BenLan1,3,HAN GuiFang1 & WU ZhanWu1 1 College of Material Science and Engineering,Nanjing University of Technology,Nanjing 210009,China;2 Institute of Chemical Materials,CAEP,Mianyang 621900,China;3 Editorial Board of Journal,Nanjing University of Technology,Nanjing 210009,China. Science China（Technological Sciences）. 2010(09)
[2]生物碳质吸附剂对水中有机污染物的吸附作用及机理[J]. 陈宝梁,周丹丹,朱利中,沈学优. 中国科学（B辑:化学）. 2008(06)
[3]活性炭孔结构和表面化学性质对吸附硝基苯的影响[J]. 刘守新,陈曦,张显权. 环境科学. 2008(05)
[4]活性炭的光催化再生机理[J]. 刘守新,陈广胜,孙承林. 环境化学. 2005(04)
[5]纺织染整加工与水污染[J]. 陈克强. 环境科学进展. 1994(05)
本文编号：3020980
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3020980.html
