膨胀石墨/氧化锌纳米复合材料的制备与催化性能研究

发布时间：2023-10-04 03:52

　　当前，废水的大量排放引起了水体的严重污染，其中由于含酚废水毒性巨大，并且难以降解，已受到社会的高度重视。膨胀石墨是一种具有疏松多孔结构的碳材料，具有许多优良的化学性质，并且膨胀石墨巨大的比表面积赋予了其优良的吸附性能，是废水处理领域的新型功能材料。与普通氧化锌相比，纳米氧化锌表面有更多的活性位点，光催化活性更强。将膨胀石墨和纳米氧化锌结合起来，可解决单独氧化锌密度大，光催化过程中易团聚和反应后难以回收的问题，具有极高的研究价值和广阔的应用前景。 本文首先通过对比采用低硫可膨胀石墨经微波膨胀后得到的膨胀石墨作为后续制备催化剂的载体，接下来通过溶胶法制备了膨胀石墨/氧化锌复合材料，并通过XRD、SEM、能谱、比表面和孔径分布等测试手段对不同条件下制备的复合材料进行表征。最后对实验制备的复合材料对苯酚废水的光催化降解性能进行考察。 本文成功通过溶胶法制备了膨胀石墨/氧化锌复合材料，研究发现浸渍过程使用膨胀石墨、三次浸渍和用不经陈化的溶胶浸渍膨胀石墨都会使复合材料具有较高的氧化锌负载量，三次浸渍会使复合材料的比表面积降低，煅烧温度的升高会使氧化锌的晶体尺寸增大，氧化锌不但分布在了膨胀石墨的表面...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 膨胀石墨和纳米氧化锌简介
        1.2.1 膨胀石墨的性质及应用
        1.2.2 纳米氧化锌的性质及应用
    1.3 含酚废水的来源及危害
    1.4 含酚废水的处理方法
        1.4.1 含酚废水的物理处理方法
        1.4.2 含酚废水的生化处理方法
        1.4.3 含酚废水的高级氧化技术
    1.5 光催化剂研究进展
    1.6 本课题的研究内容
第2章 膨胀石墨的制备
    2.1 引言
    2.2 实验试剂及仪器
    2.3 实验过程
        2.3.1 单因素实验
        2.3.2 正交试验
        2.3.3 微波法和高温膨胀法的对比
    2.4 X-射线衍射分析
    2.5 本章小结
第3章 膨胀石墨/氧化锌纳米复合材料的制备
    3.1 引言
    3.2 实验试剂及仪器
    3.3 溶胶凝胶法反应原理
    3.4 膨胀石墨/氧化锌复合材料的制备
        3.4.1 最佳微波膨胀时间的测定
        3.4.2 溶胶法制备复合材料
        3.4.3 沉淀法制备复合材料
        3.4.4 溶胶凝胶法制备氧化锌
    3.5 表征结果与分析
        3.5.1 X-射线衍射分析
        3.5.2 扫描电镜分析
        3.5.3 能谱分析
        3.5.4 比表面和孔径分布分析
    3.6 本章小结
第4章 光催化降解苯酚废水
    4.1 引言
    4.2 实验试剂及仪器
    4.3 苯酚溶液标准曲线的绘制
        4.3.1 4-氨基安替比林分光光度法原理及试剂配制
        4.3.2 标准曲线的绘制
    4.4 光催化降解苯酚废水
        4.4.1 反应装置
        4.4.2 体系吸附平衡时间的测定
        4.4.3 光催化降解过程
    4.5 影响因素分析
        4.5.1 浸渍次数的影响
        4.5.2 陈化条件的影响
        4.5.3 煅烧温度的影响
        4.5.4 溶胶制备温度的影响
        4.5.5 浸渍时不同石墨基质类型的影响
        4.5.6 光源的影响
        4.5.7 制备方法的影响
        4.5.8 复合材料与纯氧化锌的对比
    4.6 催化剂的回收
    4.7 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文和申请的专利
致谢



本文编号：3851259