铁酸锌结构调控与环境应用研究

发布时间：2017-10-31 01:14

  本文关键词：铁酸锌结构调控与环境应用研究

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【摘要】：本课题通过溶胶法和共沉淀法制备了ZnFe2O4材料,并将其应用于微波催化氧化降解过程,发现微波的辐照会增强材料中残留碱性物质的析出并直接使酸性三甲苯染料脱色。将微波引入到材料制备过程中,通过微波的特殊加热方式对材料进行煅烧,获得结构和性能较佳的材料。为了对ZnFe2O4进行结构调控,而将其制备过程分为前驱体制备和煅烧两个过程进行研究。在前驱体制备过程研究中,分别采用了共沉淀法和溶胶凝胶法制备ZnFe2O4的前驱体,并同时对前驱体使用了马弗炉(空气气氛)进行煅烧。对比研究了结构上差异后发现,共沉淀法制备的ZnFe2O4材料中残留碱,而这些碱会严重影响对材料环境应用方面的研究结果；在煅烧方式研究过程中,分别使用了微波煅烧(氮气气氛)、马弗炉煅烧(空气气氛)和管式炉煅烧(氮气气氛)三种煅烧方式对溶胶凝胶法制备的ZnFe2O4前驱体进行煅烧。对比研究发现,微波煅烧制备的ZnFe2O4材料具备比表面积大、掺杂碳、表面多孔、结晶度低、禁带宽度小等特点。因此,本文通过结构调控,成功制备出了结构独特的ZnFe2O4材料。在ZnFe2O4材料微波诱导催化氧化降解孔雀石绿的过程中发现,孔雀石绿的脱色是由共沉淀法制备的ZnFe2O4材料中的碱引起的。由于微波的辐照,加强了ZnFe2O4材料中残留碱性物质的析出,而直接导致孔雀石绿脱色。这个结果被NaOH降解孔雀石绿实验结果所证明。此外,实验结果表明,在水体系中,吸波材料难以有效竞争吸收微波能量。微波煅烧制备的ZnFe2O4材料能够分别在16分钟吸附实验过程中去除了91%的罗丹明B,在180分钟内光催化实验过程中去除了86%的罗丹明B,说明其在环境应用方面具有广阔的前景。
【关键词】：ZnFe_2O_4 结构调控 微波诱导催化氧化 碱
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ132.41;X703
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-23
• 1.1 研究背景16-19
• 1.1.1 微波的特性16-18
• 1.1.2 微波诱导催化氧化技术18-19
• 1.2 铁酸盐的性质、制备和应用19-21
• 1.2.1 铁酸盐的性质19-20
• 1.2.2 铁酸盐的制备20-21
• 1.2.3 铁酸盐的应用21
• 1.3 研究目的和内容21-23
• 1.3.1 研究目的21-22
• 1.3.2 研究内容22-23
• 第二章 铁酸锌的制备及性能研究23-46
• 2.1 引言23
• 2.2 材料与仪器23-24
• 2.2.1 实验材料23-24
• 2.2.2 实验仪器24
• 2.3 实验方法24-26
• 2.3.1 材料制备24-25
• 2.3.2 材料表征25-26
• 2.4 实验结果与讨论26-45
• 2.4.1 共沉淀法与溶胶法制备的铁酸锌结构对比研究26-29
• 2.4.2 微波煅烧法制备ZnFe_2O_4(sol-gel)结构及性能研究29-45
• 2.5 小结45-46
• 第三章 铁酸锌的微波诱导催化氧化、吸附和光催化应用研究46-69
• 3.1 引言46
• 3.2 材料与仪器46-47
• 3.2.1 实验材料46-47
• 3.2.2 实验仪器47
• 3.3 实验方法47-48
• 3.4 结果与讨论48-68
• 3.4.1 共沉淀法与溶胶法制备的铁酸锌降解染料效果对比研究48-50
• 3.4.2 碱对降解过程的影响50-52
• 3.4.3 MICO过程中热点的研究52-56
• 3.4.4 NiFe_2O_4(cp,MF-Air)微波诱导催化氧化过程研究56-65
• 3.4.5 吸附实验和光催化实验65-68
• 3.5 小结68-69
• 第四章 结论与展望69-70
• 4.1 结论69
• 4.2 存在的问题与展望69-70
• 参考文献70-80
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况80
• 1) 参加的学术交流与科研项目80
• 2) 发表的学术论文80

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本文编号：1120134