不同形貌双金属氧化物的制备及其刚果红吸附性能研究

发布时间：2020-06-10 06:27

【摘要】：随着工业技术发展,如日用品以及食品加工行业等的发展,有越来越多的工业废水在未经处理的情况下被排放到水环境中引起环境污染,造成生态破坏。因此,为缓解水污染问题,改善生存环境,研究出可有效处理染料废水的技术和材料是非常重要的。目前,吸附法因为其高效率和无二次污染等优点,被认为是处理染料废水的一种有效手段,而吸附剂材料的选择对其吸附过程具有很大的影响。此外,为节约生产成本,提高利用率,制备出具有良好吸附循环再利用和稳定性的吸附剂材料是目前该领域的研究热点。因此,在本研究中,我们合成磁性钴酸镍空心微球以及碳纤维复合双金属氧化物(C/NiO-ZnO),并将其应用于染料吸附,研究其吸附性能和循环再生能力。本论文的具体工作如下:(1)采用简单的溶剂热法合成了板栗壳状的磁性钴酸镍(NiCo_2O_4)材料。由扫描电镜照片可知,合成的钴酸镍样品具有大小较均匀的分等级结构板栗壳状空心微球形貌。与单金属氧化物相比,钴酸镍空心微球因为其分等级空心结构以及在中性条件下合适的表面zeta电势,从而显示出更好的吸附性能。通过Langmuir公式计算得到板栗壳状NiCo_2O_4的理论q_(max)为366 mg g~(-1),分别为Co_3O_4(337 mg g~(-1))和Ni(HCO_3)_2(316 mg g~(-1))的1.1倍和1.2倍。此外,NiCo_2O_4具有磁性,可实现快速回收利用,在循环再利用方面较其他材料也具有较大的优点。这些测试结果表明板栗壳状的Ni-Co空心微球在染料废水净化处理的研究中具有较大潜力。(2)C/NiO-ZnO复合纤维是将碳纤维和纳米材料的优点相结合,使C/NiO-ZnO同时具有大比表面积和分等级多孔结构,从而使C/NiO-ZnO的吸附性能相较于单一样品有很大提高。该材料合成方法简单,只需一步油浴然后在350°C下煅烧2小时即可。通过数据拟合可知,理论上C/NiO-ZnO对刚果红的q_(max)可达到613 mg g~(-1),远高于C(167 mg g~(-1))以及NiO-ZnO(534 mg g~(-1))。分等级多孔C/NiO-ZnO的高吸附性能与其高的比表面积(222 m~2 g~(-1))、更优的孔隙结构以及正的表面电势有关。复合纤维在经历5次循环吸附后,其去除率仍然保持在97%以上,表明C/NiO-ZnO有很好的再生能力和稳定性。因此,该分等级多孔C/NiO-ZnO具有作为一种替代材料用于废水处理领域的较大潜力。
【图文】：

废水处理技术,有机染料

不利于植物的生长，严重时甚至会使水含有重金属污染物如铅、汞等时，那么将使水中的造成更严重的毁坏。因此，当含有染料的废水被排放属或者芳香剂等而对水生动植物有一定的毒害。不动植物通过食物链或者其他方式被人食用或者接触重的损害，，而且有些染料本身在一定的条件下就能对健康有更严重的威胁；蒽醌染料很难降解且可以颜色，产生视觉污染。此外，活性染料是水溶性的废水具有高色度以及化学稳定性，对环境产生严重的业废水的特点以及处理方法

碳纳米管,亚甲基蓝,相互作用机理,表面基团

matic illustration of the possible interaction betweMB多层碳纳米管与亚甲基蓝间可能存在的相互作igure 1-3 The change of CNTs surface after treatm图 1-3 处理后的碳纳米管表面基团的变化
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ424;X703

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