铜、镍复合金属氧化物的制备及对碘蒸气的去除特性研究
发布时间：2021-06-10 22:33
本文制备了含碳银铜复合金属氧化物（Ag-Cu-C）,探究其对碘蒸气的去除性能,对去除前后的材料进行了表征,探究了制备和去除机理。根据以上机理,设计并合成了含碳铜镍复合金属氧化物（Cu-Ni-C）,将其应用于碘蒸气的去除。考察了不同摩尔比例的铜、镍金属添加量、制备温度和去除温度对去除效果的影响。同时,筛选出最优组,以最优组为例,对碘蒸气进行去除实验,并使用SEM、EDS、XRD、XPS、BET、FT-IR等分析测试手段对对去除前后的材料进行结构和表面特性分析,研究了材料对碘蒸气的去除行为,探究了去除时间对材料性能的影响。在去除完成之后对材料进行脱附解吸实验。（1）使用硝酸银（AgNO3）,六水合硝酸铜（Cu（NO3）2·3H2O）,无水葡萄糖(C6H12O6)和氨水（NH3·H2O）通过水热合成法在制备温度为90℃的条件下制备不同铜、银金属添加量的Ag-Cu-C材料,将其用于去除温度为70℃的...
【文章来源】：青海师范大学青海省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
HuaiyongZhu[20,21]等人制备的Ag2O@钛酸盐纳米管结构与Ag2O、Na2Ti3O7结构对比
铜、镍复合金属氧化物的制备及对碘蒸气的去除特性研究3图1-1HuaiyongZhu[20,21]等人制备的Ag2O@钛酸盐纳米管结构与Ag2O、Na2Ti3O7结构对比Fig.1-1ComparisonofthestructureofAg2O,Na2Ti3O7andAg2O@TitanatenanotubessynthesisbyHuaiyongZhuetal.图1-2JiehongLei[25]等人制备的镍钛层状氢氧化物材料材料Fig.1-2TheNiTi-layereddoublehydroxidesmaterialmodifiedsynthesisbyJiehongLeieaal.金属铋的氧化物对碘具有与氧化银类似的亲和性，也能够与碘发生反应。此外这些反应还可能导致氧化铋的结构发生改变，从而使得吸附碘不易被释放[26,27]。纤维素纤维(NFC）可以与锚定的纳米金属氧化物结合成气溶胶材料，更加使得吸附活性中心能够更加有效地与吸附质接触[27,28]。锚定氧化银，氧化铋等金属氧化物的三氧化二铝、铌酸盐、钛酸盐、硅酸盐、层状氢氧化物、纤维素纤维等纳米金属盐与金属氧化物复合材料吸附剂由于其结构的可预测性和制备操作的高重现性以及吸附、制备机理的明确性而在碘吸附材料中占有重要地位。尽管相比于活性炭等多孔材料，该类材料的吸附量目前还并不尽如人意，但是经过长期的发展，未来纳米金属盐与金属氧化物复合材料吸附剂将可能进一步提高材料对碘负离子的吸附量，合成原料也将从Ag等贵金属原料向Cu、Fe等常见金属转变。同时也会注重吸附后材料的处理，防止放射性碘的二次泄露[29]。4、有机改性粘土和有机聚合物吸附剂有机材料具有明确可设计的结构和清晰的作用机理，并且可以按照目的对材料进行修饰和改进。这些相比于无机材料更具有导向性的优势使得有机材料在碘
青海师范大学硕士学位论文4吸附材料中也占有重要地位。通过设计合成特定结构的有机聚合物或者对粘土等材料进行修饰，加入某些官能团得到具有较高吸附能力的材料是目前常用的两种手段。膨润土和粘土都具有表面带负电和疏水的特性，以图1-3为例，通过对其表面进行修饰使得表面带正电，则可能用于碘负离子的吸附。通常采用亲水端带正电的表面活性剂处理膨润土和粘土，使疏水端与膨润土和粘土表面结合而带正电的一端则向外伸展或者采用带有亲碘官能团的表面活性剂，同样是疏水端与粘土结合而亲碘端则朝外[30]。图1-3TayyebehMadrakian[31]等人合成有机改性的磁铁矿涂层纳米二氧化硅材料Fig.1-3Themagnetitecoatednano-silicamaterialmodifiedwithorganicsbyTayyebehMadrakianeaal.有机聚合物相比于改性粘土具有更加优异的可设计性和结构可控性，可以通过设计利用带有亲碘基团（环氧基等）的单体聚合得到含有数千亲碘基团的高效有机聚合物吸附材料或者利用带有正电基团（如季铵碱基团）的单体聚合得到阴离子交换树脂从而达到富集碘的目的[32]。除了上述的有机聚合物和改性粘土、膨润土外，也有关于有机无机复合膜材料[33]和介于有机聚合物和活性炭之间的材料[34]的报道。虽然有机聚合物和有机改性粘土在结构可控性和可设计行方面具有较为突出的优势，但是该类材料的吸附却仍旧主要集中在材料表面，这严重制约了材料吸附能力的进一步发展。未来有机聚合物和有机改性粘土材料可能将更多的注重提高材料吸附表面积如向共价有机框架材料靠近以及同其他多孔材料（如活性炭和分子筛）结合发展。5、金属有机框架材料吸附剂金属有机框架材料（MOF）吸附剂具有类似于有机聚合物材料的结构可控性，类似于活性炭的巨大的吸附表面积和孔隙率和类似于沸
本文编号：3223231
【文章来源】：青海师范大学青海省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
HuaiyongZhu[20,21]等人制备的Ag2O@钛酸盐纳米管结构与Ag2O、Na2Ti3O7结构对比
铜、镍复合金属氧化物的制备及对碘蒸气的去除特性研究3图1-1HuaiyongZhu[20,21]等人制备的Ag2O@钛酸盐纳米管结构与Ag2O、Na2Ti3O7结构对比Fig.1-1ComparisonofthestructureofAg2O,Na2Ti3O7andAg2O@TitanatenanotubessynthesisbyHuaiyongZhuetal.图1-2JiehongLei[25]等人制备的镍钛层状氢氧化物材料材料Fig.1-2TheNiTi-layereddoublehydroxidesmaterialmodifiedsynthesisbyJiehongLeieaal.金属铋的氧化物对碘具有与氧化银类似的亲和性，也能够与碘发生反应。此外这些反应还可能导致氧化铋的结构发生改变，从而使得吸附碘不易被释放[26,27]。纤维素纤维(NFC）可以与锚定的纳米金属氧化物结合成气溶胶材料，更加使得吸附活性中心能够更加有效地与吸附质接触[27,28]。锚定氧化银，氧化铋等金属氧化物的三氧化二铝、铌酸盐、钛酸盐、硅酸盐、层状氢氧化物、纤维素纤维等纳米金属盐与金属氧化物复合材料吸附剂由于其结构的可预测性和制备操作的高重现性以及吸附、制备机理的明确性而在碘吸附材料中占有重要地位。尽管相比于活性炭等多孔材料，该类材料的吸附量目前还并不尽如人意，但是经过长期的发展，未来纳米金属盐与金属氧化物复合材料吸附剂将可能进一步提高材料对碘负离子的吸附量，合成原料也将从Ag等贵金属原料向Cu、Fe等常见金属转变。同时也会注重吸附后材料的处理，防止放射性碘的二次泄露[29]。4、有机改性粘土和有机聚合物吸附剂有机材料具有明确可设计的结构和清晰的作用机理，并且可以按照目的对材料进行修饰和改进。这些相比于无机材料更具有导向性的优势使得有机材料在碘
青海师范大学硕士学位论文4吸附材料中也占有重要地位。通过设计合成特定结构的有机聚合物或者对粘土等材料进行修饰，加入某些官能团得到具有较高吸附能力的材料是目前常用的两种手段。膨润土和粘土都具有表面带负电和疏水的特性，以图1-3为例，通过对其表面进行修饰使得表面带正电，则可能用于碘负离子的吸附。通常采用亲水端带正电的表面活性剂处理膨润土和粘土，使疏水端与膨润土和粘土表面结合而带正电的一端则向外伸展或者采用带有亲碘官能团的表面活性剂，同样是疏水端与粘土结合而亲碘端则朝外[30]。图1-3TayyebehMadrakian[31]等人合成有机改性的磁铁矿涂层纳米二氧化硅材料Fig.1-3Themagnetitecoatednano-silicamaterialmodifiedwithorganicsbyTayyebehMadrakianeaal.有机聚合物相比于改性粘土具有更加优异的可设计性和结构可控性，可以通过设计利用带有亲碘基团（环氧基等）的单体聚合得到含有数千亲碘基团的高效有机聚合物吸附材料或者利用带有正电基团（如季铵碱基团）的单体聚合得到阴离子交换树脂从而达到富集碘的目的[32]。除了上述的有机聚合物和改性粘土、膨润土外，也有关于有机无机复合膜材料[33]和介于有机聚合物和活性炭之间的材料[34]的报道。虽然有机聚合物和有机改性粘土在结构可控性和可设计行方面具有较为突出的优势，但是该类材料的吸附却仍旧主要集中在材料表面，这严重制约了材料吸附能力的进一步发展。未来有机聚合物和有机改性粘土材料可能将更多的注重提高材料吸附表面积如向共价有机框架材料靠近以及同其他多孔材料（如活性炭和分子筛）结合发展。5、金属有机框架材料吸附剂金属有机框架材料（MOF）吸附剂具有类似于有机聚合物材料的结构可控性，类似于活性炭的巨大的吸附表面积和孔隙率和类似于沸
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