磁性高岭石/高岭石纳米管制备及对亚甲基蓝的吸附研究

发布时间：2024-03-05 21:11

　　磁性纳米材料具有独特的结构和优异的性能,在磁学、催化、信息和生物医药等领域有广泛的应用,是当前的研究热点。粘土类矿物材料如高岭土、高岭石纳米管等,作为吸附剂,因粉体颗粒细小、难以实现固液分离的局限,使其性能的利用受到限制。因此,本文以粘土材料为载体,在其表面负载磁性纳米颗粒,制备出同时具有磁性和吸附性能的磁性高岭石/高岭石纳米管复合材料,并探讨其对含亚甲基蓝(MB)染料废水的处理。主要内容如下:以高岭土原料为载体,Fe Cl3·6H2O、Fe SO4·7H2O和NH3·H2O为实验原料,采用化学共沉淀法制备磁性高岭石复合粉体。当Fe3O4:高岭土质量比为1:5时,复合粉体中存在单一的Fe3O4相,Fe3O4晶粒尺寸为10-30 nm,均匀负载于高岭石晶体表面,且粉体具有良好的磁性能,磁分离率为90.12%;原料高岭土和复合粉体对MB的去除率随吸附时间的延长逐步提高,分别达到吸附平衡时的去除率为98.46%和76.75%;此外,复合粉体对MB的去除率随其投入量的增加、温度的升高和溶液p H的增大而逐步提高,随MB溶液初始浓度的增大而减小;对MB的吸附量随初始浓度的增大而逐步增大。以高岭土...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究背景与意义
    1.2 染料概述
        1.2.1 染料简介
        1.2.2 染料废水的危害
        1.2.3 染料废水处理技术
    1.3 高岭石纳米管简介
        1.3.1 高岭石纳米管的研究现状
        1.3.2 高岭石纳米管的形成机理研究
        1.3.3 高岭石纳米管的应用
    1.4 磁性纳米复合材料
        1.4.1 磁性复合材料简介
        1.4.2 磁性复合材料制备
        1.4.3 磁性复合材料应用
    1.5 本课题的研究思路、研究内容及创新点
        1.5.1 研究思路
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 创新点
2 实验部分
    2.1 实验原料、试剂及仪器
        2.1.1 实验原料与试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 材料的制备方法
        2.2.1 磁性高岭石复合粉体制备
        2.2.2 高岭石纳米管的制备
        2.2.3 磁性高岭石纳米管的制备
    2.3 表征方法
        2.3.1 扫描电子显微镜分析（SEM）
        2.3.2 X射线衍射分析（XRD）
        2.3.3 傅里叶红外光谱分析（FT-IR）
        2.3.4 比表面积及孔径分布分析
        2.3.5 磁分离率的测定
    2.4 吸附性能分析
        2.4.1 亚甲基蓝标准溶液的配置
        2.4.2 亚甲基蓝溶液标准曲线绘制
        2.4.3 吸附实验
        2.4.4 吸附动力学模型
        2.4.5 吸附等温线模型
3. 磁性高岭石复合粉体对亚甲基蓝的吸附研究
    3.1 磁性高岭石复合粉体制备
        3.1.1 高岭土的酸洗预处理
        3.1.2 磁性高岭石复合粉体的制备
    3.2 磁性高岭石复合粉体的表征
        3.2.1 复合粉体的物相分析
        3.2.2 复合粉体的显微结构分析
        3.2.3 复合粉体的磁分离效果
    3.3 磁性高岭石复合粉体对亚甲基蓝的吸附性能
        3.3.1 吸附时间对吸附的影响
        3.3.2 亚甲基蓝初始浓度对吸附的影响
        3.3.3 磁性高岭石复合粉体投入量对吸附的影响
        3.3.4 温度对吸附的影响
        3.3.5 溶液pH值对吸附的影响
    3.4 结论
4 高岭石纳米管对亚甲基蓝的吸附研究
    4.1 高岭石纳米管的制备与表征
        4.1.1 高岭石纳米管的制备
        4.1.2 高岭石纳米管的XRD分析
        4.1.3 高岭石纳米管的SEM分析
        4.1.4 高岭石纳米管的红外光谱分析
        4.1.5 高岭石纳米管的比表面积分析
    4.2 高岭石纳米管对亚甲基蓝的吸附性能研究
        4.2.1 溶液pH值对吸附性能的影响
        4.2.2 吸附时间对吸附性能的影响
        4.2.3 吸附动力学分析
        4.2.4 吸附剂用量对吸附性能的影响
        4.2.5 初始浓度和温度对吸附性能的影响
        4.2.6 吸附等温线分析
    4.3 结论
5. 磁性高岭石纳米管对亚甲基蓝的吸附研究
    5.1 磁性高岭石纳米管的制备
        5.1.1 高岭石纳米管的预处理
        5.1.2 磁性高岭石纳米管的制备
    5.2 磁性高岭石纳米管吸附实验
    5.3 磁性高岭石纳米管的表征
        5.3.1 XRD分析
        5.3.2 SEM分析
        5.3.3 磁性能分析
    5.4 吸附因素对吸附性能的影响
        5.4.1 溶液pH值对吸附性能的影响
        5.4.2 吸附时间对吸附性能的影响
        5.4.3 吸附剂用量对吸附性能的影响
        5.4.4 初始浓度和温度对吸附性能的影响
        5.4.5 吸附等温线模型分析
        5.4.6 MKNTs吸附剂的再生性能研究
    5.5 结论
6. 全文结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
个人简历及攻读硕士期间的主要成果
致谢



本文编号：3920050