铁尾矿制备α-Fe_2O_3光催化材料的研究

发布时间：2017-04-11 16:23

  本文关键词：铁尾矿制备α-Fe_2O_3光催化材料的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着经济的发展与社会的进步,经济发展造成的环境污染与由于社会进步人们日益增长的对环境保护的需求已成为当今社会必须面对的焦点问题。铁尾矿虽然是固体废弃物,但由于其中蕴含着丰富的Fe,Si,S等元素使其成为可以再次利用的资源,而氧化铁作为新兴的半导体催化材料逐渐受到人们的重视,所以开发铁尾矿制备氧化铁用于环境保护具有很大的应用前景。本文利用铁尾矿中含有Fe2O3与Si O2较为丰富的特点,以铁尾矿为原料,采用酸浸法从铁尾矿中提取有价Fe元素,使用酸浸液为铁源制备α-Fe2O3与实验室纯试剂制备的α-Fe2O3从形貌及催化性能上作对比;使用酸浸渣为载体负载α-Fe2O3,并对其光催化性能进行了测试。研究了铁尾矿提取铁后酸浸液的主要成分,酸浸渣的主要性质,通过XRD,SEM对酸浸渣进行了表征并对其吸附性能进行了测试。结果表明,铁尾矿提取有价元素铁后,酸浸液中主要元素为铁元素,其他杂质元素相对较少,酸浸液中铁的浸出率为99.55%。酸浸后酸浸渣的物相为高岭石与石英,通过SEM观察酸浸后结构与酸浸前的铁尾矿作有所不同。分别以从铁尾矿酸浸过程中提取的酸浸液和实验室试剂为铁源,以Na OH为沉淀剂,采用沉淀法制备α-Fe2O3前驱体,在300℃和500℃煅烧制备α-Fe2O3,并测试了其光催化性能。结果表明由于酸浸液中杂质离子的存在,使α-Fe2O3在500℃下才能合成,且其形貌发生较大变化,由本来的棒状变为球状。在紫外光源照射下其催化性能与纯试剂制备的α-Fe2O3相差不大。在室温下使用溶解-沉淀的方法,以酸浸渣为载体负载α-Fe2O3,制得Fe2O3/酸浸渣复合材料,并对材料进行表征,测试了吸附性能与光催化性能。结果表明Fe2O3/酸浸渣复合材料,吸附性能比酸浸渣好。在紫外光下催化效果与α-Fe2O3相差不大,但是在可见光下催化性能有所提高。
【关键词】：铁尾矿 Fe2O3 吸附 光催化
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ138.11;O643.36
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 文献综述与选题意义11-23
• 1.1 铁尾矿研究现状11-16
• 1.1.1 铁尾矿的危害及资源特性11-12
• 1.1.2 铁尾矿的综合利用12-16
• 1.2 纳米氧化铁简介16-22
• 1.2.1 α-Fe_2O_3材料简介16-18
• 1.2.2 α-Fe_2O_3纳米材料的制备方法18-20
• 1.2.3 α-Fe_2O_3纳米材料在光催化领域的研究进展20-22
• 1.3 选题意义22
• 1.4 研究内容22-23
• 第2章 实验原料、设备和研究方法23-34
• 2.1 实验原料23-24
• 2.1.1 铁尾矿23
• 2.1.2 试剂23-24
• 2.2 实验设备24-25
• 2.3 实验方法25-27
• 2.3.1 从铁尾矿中提取含铁溶液26
• 2.3.2 纳米 α-Fe_2O_3的制备26-27
• 2.3.3 酸浸渣负载Fe_2O_327
• 2.4 表征方法27-30
• 2.4.1 X射线衍射分析（XRD）27-28
• 2.4.2 扫描电镜分析（SEM）28
• 2.4.3 N_2吸附-脱附测试28-29
• 2.4.4 红外光谱分析（FT-IR）29
• 2.4.5 紫外-可见光谱分析（UV-Vis）29
• 2.4.6 差热-热重分析29
• 2.4.7 X射线光电子能谱29-30
• 2.5 测试方法30-34
• 2.5.1 Fe~（3+）浓度分析方法30
• 2.5.2 MB溶液的浓度测试30-32
• 2.5.3 酸浸渣与Fe_2O_3/酸浸渣复合材料吸附性能测试32-33
• 2.5.4 α-Fe_2O_3与Fe_2O_3/酸浸渣复合材料的光催化性能测试33-34
• 第3章 从尾矿中提取含铁溶液34-38
• 3.1 含铁溶液的主要成分34
• 3.2 酸浸渣的性质34-37
• 3.2.1 酸浸渣的化学组成34-35
• 3.2.2 酸浸渣的XRD结果35
• 3.2.3 酸浸渣的SEM结果35-36
• 3.2.4 酸浸渣的吸附性能测试36-37
• 3.3 本章小结37-38
• 第4章 α-Fe_2O_3的制备与光催化性能38-53
• 4.1 α-Fe_2O_3的表征38-47
• 4.1.1 TG-DTA结果38-40
• 4.1.2 XRD结果40-42
• 4.1.3 SEM结果42-43
• 4.1.4 N_2吸附-脱附结果43-45
• 4.1.5 FT-IR结果45-46
• 4.1.6 紫外-可见光漫反射结果46-47
• 4.2 α-Fe_2O_3的光催化性能测试47-52
• 4.3 本章小结52-53
• 第5章 Fe_2O_3/酸浸渣复合材料的制备、表征与光催化性能53-62
• 5.1 Fe_2O_3/酸浸渣复合材料的表征53-59
• 5.1.1 XRD结果53-54
• 5.1.2 XPS结果54-55
• 5.1.3 SEM结果55-56
• 5.1.4 N2吸附-脱附结果56-57
• 5.1.5 FT-IR结果57-58
• 5.1.6 紫外-可见光漫反射结果58-59
• 5.2 Fe_2O_3/酸浸渣复合材料的吸附性能测试59-60
• 5.3 Fe_2O_3/酸浸渣复合材料的光催化性能测试60-61
• 5.4 本章小结61-62
• 结论62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-69
• 附录69

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