基于表面功能化修饰二维金属碳化物的环境应用

发布时间：2023-03-12 19:42

　　二维金属碳化物,最为经典的就是Ti3AlC2材料,是近十年来最受关注的材料明星。纳米材料Ti3AlC2具有优异的机械性能与化学稳定性,已应用在能源、生物、环境等科研与实际领域。同时纳米材料Ti3AlC2具有比表面积大与良好的水分散性,表现出潜在的优异吸附性能。然而,原始的纳米材料Ti3AlC2表面基本没有官能团,从而导致实际应用比较受限。因此,寻求表面修饰方法十分具有重要科研意义。材料领域中关于有机物质结合无机材料的复合材料的科研研究受到科研界广大的关注。利用有机功能聚合物修饰无机材料合成复合材料可以赋予纳米材料Ti3AlC2新的优异性能,可为拓展纳米材料Ti3AlC2的实际应用提供新思路。本文研究主要利用贻贝仿生化学为主要修饰策略,辅助聚合物接枝方法与其他方法,以经过刻蚀的纳米材料Ti3C2Tx为基底材料接入功能性官能团的功能聚合物,合成出各种纳米复合材料,同时并对其对环境领域吸附效果进行研究。对合成的复合材料进行分析表征,相应的表征结果表明复合材料的合成是成功的。吸附研究结果表明,利用研究中的修饰方法合成的Ti3C2Tx纳米复合材料的吸附效果显著提升。具体数据如下所示,Ti3C2T...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 环境污染概述
        1.1.1 水环境污染
        1.1.2 处理措施
    1.2 二维金属碳化物
        1.2.1 二维金属碳化物结构与性质
        1.2.2 二维金属碳化物表面修饰
    1.3 贻贝仿生表面化学修饰方法
        1.3.1 聚多巴胺的合成
        1.3.2 聚多巴胺的表面修饰
    1.4 本研究课题简介
        1.4.1 课题研究意义与价值
        1.4.2 课题研究内容
第2章 左旋多巴功能化碳化钛吸附性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验药品与仪器
        2.2.2 制备Ti₃C₂T_x-PDOPA吸附剂
        2.2.3 Ti₃C₂T_x-PDOPA吸附剂吸附实验
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 表征分析
        2.3.2 接触时间因素研究与吸附动力学探讨
        2.3.3 初始浓度因素研究与等温吸附研究
        2.3.4 溶液pH因素研究
    2.4 本章小结
第3章 基于贻贝仿生化学与开环反应制备碳化钛复合材料
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品与仪器
        3.2.2 制备Ti₃C₂T_x@PDA@poly(S-co-MA)吸附剂
        3.2.3 Ti₃C₂T_x@PDA@poly(S-co-MA)吸附剂吸附实验
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 表征分析
        3.3.2 接触时间因素研究与吸附动力学探讨
        3.3.3 初始浓度因素研究与等温吸附研究
        3.3.4 溶液pH因素研究
    3.4 本章小结
第4章 利用其他方法制备碳化钛复合材料
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验药品与仪器
        4.2.2 制备Ti₃C₂T_x@PEI-TA吸附剂
        4.2.3 制备Ti₃C₂T_x-NH₂-poly(S-co-MA)吸附剂
        4.2.4 制备Ti₃C₂T_x-NH₂@PSPSH吸附剂
        4.2.5 吸附剂吸附实验
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 表征分析
        4.3.2 接触时间因素研究与吸附动力学探讨
        4.3.3 初始浓度因素研究与等温吸附研究
        4.3.4 溶液pH因素研究
        4.3.5 温度因素研究与吸附热力学研究
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
致谢
参考文献
附录
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3761832