铁酸锌基微马达的制备及在水处理中应用

发布时间：2018-03-20 07:42

本文选题：铁酸锌　切入点：马达　出处：《济南大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：近年来,水污染问题越来越严重,关于水处理的研究也越来越受关注。水处理方法中吸附法和光催化法是比较常用的方法。LDH具有较高的吸附性能并且具有热稳定性强、记忆效应和离子交换等优点,常作为吸附剂,但存在难回收的问题。我们将具有超顺磁性的铁酸锌引入,以它为基础制备催化剂和吸附剂,并且制备了可以进行自主运动的微马达,提高其催化和吸附效率。研究内容包括以下两部分:1、通过溶剂热法合成了ZnFe_2O_4,对试样的XRD、TG-DSC、SEM、TEM、IR、比表面积和磁性能进行研究和表征。研究了Zn Fe_2O_4的对亚甲基蓝的光-Fenton性能。结果显示合成了直径为0.4-0.8 um的Zn Fe_2O_4空心微球,比表面积为80.3 m2/g,具有超顺磁性。对ZnFe_2O_4进行了亚甲基蓝的光-Fenton催化降解,55min后的降解率为58%,并且光-Fenton反应具有较宽的pH范围和较高的反应速率。在ZnFe_2O_4基础上合成α-Fe_2O_3/ZnFe_2O_4微马达,对试样XRD、XPS、SEM、TEM、HRTEM、比表面积和磁性能进行表征,并研究了α-Fe_2O_3/ZnFe_2O_4微马达的光-Fenton催化性能。结果显示α-Fe_2O_3/ZnFe_2O_4微马达为花状微球,具有超顺磁性,比表面积为118.7 m2/g。对α-Fe_2O_3/ZnFe_2O_4微马达进行了亚甲基蓝的光-Fenton催化降解,探讨了过氧化氢添加量对α-Fe_2O_3/ZnFe_2O_4微马达光-Fenton的影响。结果显示:在过氧化氢的添加量为10 mmol时的光-Fenton反应,对亚甲基蓝的降解率达到最高,45分钟之后的降解率达98.9%,且具有优良的重复使用性。2、采用共沉淀的方法制备MgAlIn-CLDH/ZnFe_2O_4,对所制备的样品进行XRD、mapping、SEM、TEM和比表面积表征,并研究它们的吸附性能。结果显示:厚度约为16 nm的MgAlIn-CLDH是纳米片生长在ZnFe_2O_4微球上的,MgAlIn-CLDH/Zn Fe_2O_4微球的比表面积为94.6 m2/g。MgAlIn-CLDH/ZnFe_2O_4在对刚果红的吸附中符合伪二级动力学模型和颗粒内扩散模型,随着煅烧温度的升高和吸附剂添加量的降低,吸附量增加,在650℃热处理得到的MgAl In-CLDH-650/ZnFe_2O_4在添加量为0.5g L-1具有最高的吸附量160.60 mg g-1,对刚果红的吸附机理包含离子交换、静电吸附和氢键取代。在MgAl In-LDH/ZnFe_2O_4上成功负载Mn2O_3,合成MgAl In-CLDH/ZnFe_2O_4微马达,对所制备的样品进行XRD、SEM、TEM、mapping、比表面积和磁性能表征,结果显示:Mn2O_3纳米颗粒负载在MgAlIn-CLDH片上,样品具有超顺磁性,比表面积为107.7 m2/g。在1.5%的过氧化氢浓度下,MgAlIn-CLDH/ZnFe_2O_4微马达的饱和吸附量达到171.60 mg g-1,且具有优良的重复使用性。随着过氧化氢浓度和pH值的增加,微马达的速度增加。过氧化氢浓度为1.5%时,pH为11时,MgAlIn-CLDH/ZnFe_2O_4微马达的运动速度为67.2±6 um s-1。本论文制备了高效、可回收利用的催化剂ZnFe_2O_4、α-Fe_2O_3/ZnFe_2O_4微马达和吸附剂MgAl In-CLDH/ZnFe_2O_4、MgAlIn-CLDH/ZnFe_2O_4微马达。
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【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X703;O647.3

【参考文献】