N掺杂磁性介孔碳的合成及其对酸/碱染料吸附性能研究
发布时间：2024-03-27 03:20
有机染料是水体环境的重要污染源,目前吸附是最受欢迎的水处理工艺。吸附材料的选择是影响吸附的决定因素之一,然而,大部分的有机染料的分子尺寸很大,难以被含有大量微孔结构的商用活性炭吸附。且活性炭在水体中极易分散,难以回收,在吸附过程中造成了二次污染。因此,寻找一种合适的吸附材料对有机染料进行吸附显得尤为重要。近年来,介孔碳材料凭借其较大的孔径、较高的比表面积得到学者们的青睐。在介孔碳材料的基础上引入磁性纳米粒子,能够实现对吸附剂的简单有效分离回收。同时吸附剂表面官能团可以改变吸附剂的酸碱性和亲疏水性,并且和水中的有机染料的基团发生键合作用,进而影响吸附性能。本论文包括两部分:第一部分以苯胺为氮源和碳源,十二烷基磺酸钠(SDS)和三嵌段共聚物PEO20-PPO70-PEO20(P123)为软模板剂,使苯胺在Fe3O4纳米颗粒表面发生氧化聚合,制备了磁性介孔复合材料Fe3O4@m PANI。经过高温焙烧,制备出N掺杂的磁性介孔碳材料Fe3O4@N-m C。实验考察了Fe3O4@N-m C材料对酸性小尺寸染料甲基橙(MO)、碱性小尺寸亚甲基蓝(MB)、碱性大尺寸罗丹明B(Rh B)的吸附性能影响...
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 介孔材料及介孔碳材料
1.3 介孔碳材料的合成方法
1.3.1 硬模板法
1.3.2 软模板法
1.4 介孔碳材料的表面化学改性
1.4.1 直接合成法
1.4.2 后修饰法
1.5 磁性碳介孔材料
1.5.1 核壳介孔材料
1.5.2 负载介孔材料
1.6 介孔碳材料作为吸附剂在水处理中的应用研究
1.6.1 介孔碳对染料大分子的吸附
1.6.2 介孔碳对重金属的吸附
1.7 本文的主要研究内容
第2章 实验材料、仪器和吸附实验
2.1 药品和仪器
2.2 表征和测试方法
2.2.1 掺杂磁性介孔碳材料的表征
2.2.2 pHpzc值的测定
2.2.3 染料浓度的测定
2.3 实验方法
2.3.1 染料的性质
2.3.2 吸附实验
2.3.3 循环实验
2.4 数据分析
2.4.1 吸附动力学方程
2.4.2 吸附平衡方程
第3章N掺杂磁性介孔碳的制备及其对染料机理的研究
3.1 引言
3.2 N掺杂磁性介孔碳Fe3O4@N-m C的制备方法
3.3 N掺杂磁性介孔碳的表征和讨论
3.3.1 X射线粉末衍射分析
3.3.2 N2 吸附-脱附分析
3.3.3 红外光谱分析
3.3.4 拉曼分析
3.3.5 X射线光电子能谱分析
3.3.6 热重测试
3.3.7 磁性(VSM)测试
3.3.8 扫描电镜和透射电镜
3.4 吸附性能和机理研究
3.4.1 染料吸附
3.4.1.1 时间对吸附影响
3.4.1.2 pH对吸附影响
3.4.1.3 初始浓度对吸附影响
3.4.1.4 循环实验
3.4.2 吸附机理研究
3.4.2.1 吸附等温线方程
3.4.2.2 吸附动力学
3.5 本章小结
第4章N/O掺杂磁性介孔碳的制备以及其对染料吸附机理研究
4.1 引言
4.2 FexOy@N-O-mC的制备
4.3 样品的结构表征及讨论
4.3.1 X射线粉末衍射分析
4.3.2 N2 吸附-脱附分析
4.3.3 红外光谱分析
4.3.4 拉曼分析
4.3.5 X射线光电子能谱表征
4.3.6 磁性(VSM)测试
4.3.7 扫描和透射电镜
4.3.8 热重分析
4.4 吸附性能和机理研究
4.4.1 染料吸附
4.4.1.1 时间对吸附影响
4.4.1.2 pH对吸附影响
4.4.1.3 初始浓度对吸附影响
4.4.1.4 循环实验
4.4.2 吸附机理研究
4.4.2.1 吸附等温线方程
4.4.2.2 吸附动力学方程
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
本文编号：3940119
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 介孔材料及介孔碳材料
1.3 介孔碳材料的合成方法
1.3.1 硬模板法
1.3.2 软模板法
1.4 介孔碳材料的表面化学改性
1.4.1 直接合成法
1.4.2 后修饰法
1.5 磁性碳介孔材料
1.5.1 核壳介孔材料
1.5.2 负载介孔材料
1.6 介孔碳材料作为吸附剂在水处理中的应用研究
1.6.1 介孔碳对染料大分子的吸附
1.6.2 介孔碳对重金属的吸附
1.7 本文的主要研究内容
第2章 实验材料、仪器和吸附实验
2.1 药品和仪器
2.2 表征和测试方法
2.2.1 掺杂磁性介孔碳材料的表征
2.2.2 pHpzc值的测定
2.2.3 染料浓度的测定
2.3 实验方法
2.3.1 染料的性质
2.3.2 吸附实验
2.3.3 循环实验
2.4 数据分析
2.4.1 吸附动力学方程
2.4.2 吸附平衡方程
第3章N掺杂磁性介孔碳的制备及其对染料机理的研究
3.1 引言
3.2 N掺杂磁性介孔碳Fe3O4@N-m C的制备方法
3.3 N掺杂磁性介孔碳的表征和讨论
3.3.1 X射线粉末衍射分析
3.3.2 N2 吸附-脱附分析
3.3.3 红外光谱分析
3.3.4 拉曼分析
3.3.5 X射线光电子能谱分析
3.3.6 热重测试
3.3.7 磁性(VSM)测试
3.3.8 扫描电镜和透射电镜
3.4 吸附性能和机理研究
3.4.1 染料吸附
3.4.1.1 时间对吸附影响
3.4.1.2 pH对吸附影响
3.4.1.3 初始浓度对吸附影响
3.4.1.4 循环实验
3.4.2 吸附机理研究
3.4.2.1 吸附等温线方程
3.4.2.2 吸附动力学
3.5 本章小结
第4章N/O掺杂磁性介孔碳的制备以及其对染料吸附机理研究
4.1 引言
4.2 FexOy@N-O-mC的制备
4.3 样品的结构表征及讨论
4.3.1 X射线粉末衍射分析
4.3.2 N2 吸附-脱附分析
4.3.3 红外光谱分析
4.3.4 拉曼分析
4.3.5 X射线光电子能谱表征
4.3.6 磁性(VSM)测试
4.3.7 扫描和透射电镜
4.3.8 热重分析
4.4 吸附性能和机理研究
4.4.1 染料吸附
4.4.1.1 时间对吸附影响
4.4.1.2 pH对吸附影响
4.4.1.3 初始浓度对吸附影响
4.4.1.4 循环实验
4.4.2 吸附机理研究
4.4.2.1 吸附等温线方程
4.4.2.2 吸附动力学方程
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
本文编号：3940119
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