铁铜纳米复合材料的绿色合成及其吸附性能研究

发布时间：2021-05-13 10:32

　　随着人口的快速增长和经济的飞速发展,环境问题日益凸显,水污染问题成为威胁生命健康的首要问题。迫切需要寻求一种绿色环保且操作简单的方法来处理水污染问题。纳米结构吸附剂因其形状清晰、比表面积大、孔隙率可控和处理效率高而成为近年来的研究热点。而大规模生产去除水中污染物的纳米材料仍然面临着许多挑战,主要是由于涉及的合成方法的复杂性和危险试剂的使用。绿色制备纳米材料的植物合成方法可以有效地解决这些问题。本文选用枇杷叶提取液为原料制备了铁铜纳米复合材料（Fe-Cu-NCs）,并对水体中的两种喹诺酮类抗生素诺氟沙星（NOR）、环丙沙星（CIP）和一种阴离子染料亮绿（LG）进行吸附研究。最后考察了其吸附机理。本文利用枇杷叶提取液为原料,通过一步法绿色合成了Fe-Cu-NCs。采用扫描电镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射光谱（XRD）、比表面积分析（BET）、傅里叶红外变换光谱（FTIR）和零电荷点（p HPZC）等手段对Fe-Cu-NCs的形态结构和表面官能团进行表征。结果表明:Fe-Cu-NCs呈球形,且平均粒径为100²00 nm,... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 抗生素污染现状
        1.2.1 抗生素的概述
        1.2.2 抗生素的来源及暴露途径
        1.2.3 抗生素的危害
    1.3 染料对水体环境的污染
        1.3.1 染料的分类
        1.3.2 染料的污染及危害
    1.4 有机废水的处理研究
        1.4.1 常用的有机废水的处理方法
        1.4.2 吸附法处理污水的应用现状
    1.5 纳米材料的生物合成研究
        1.5.1 金属纳米材料的研究现状
        1.5.2 金属纳米材料的绿色合成
        1.5.3 植物提取液生物合成的机理研究
        1.5.4 植物绿色合成金属纳米材料在废水处理中的应用
        1.5.5 生物质资源枇杷叶的利用
    1.6 吸附模型
        1.6.1 吸附动力学
        1.6.2 吸附等温线
        1.6.3 吸附热力学
    1.7 误差的计算与分析
    1.8 本研究的主要内容和现实意义
        1.8.1 研究意义
        1.8.2 研究内容
2 实验内容和研究方法
    2.1 实验材料、实验试剂及仪器
        2.1.1 实验材料、实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验内容和方法
        2.2.1 铁铜纳米复合材料(Fe-Cu-NCs)的制备
        2.2.2 Fe-Cu-NCs的表征分析
        2.2.3 Fe-Cu-NCs吸附实验设计
3 铁铜纳米复合材料(Fe-Cu-NCs)的制备与表征
    3.1 Fe-Cu-NCs的制备条件和考察标准的选择
    3.2 Fe-Cu-NCs制备条件的优化
        3.2.1 枇杷叶提取液体积对Fe-Cu-NCs吸附性能的影响
        3.2.2 FeCl_3和CuCl_2的1:1 混合液浓度对Fe-Cu-NCs吸附性能的影响
        3.2.3 草酸浓度对Fe-Cu-NCs吸附性能的影响
        3.2.4 Fe-Cu-NCs的最优制备条件
    3.3 Fe-Cu-NCs的表征结果分析
        3.3.1 SEM/EDS和 TEM的分析
        3.3.2 XPS分析
        3.3.3 XRD分析
        3.3.4 FT-IR分析
        3.3.5 BET分析
        3.3.6 pH_(PZC)分析
    3.4 小结
4 铁铜纳米复合材料(Fe-Cu-NCs)对水体中抗生素诺氟沙星(NOR)和环丙沙星(CIP)的吸附研究
    4.1 Fe-Cu-NCs对NOR和CIP的静态吸附研究
        4.1.1 吸附时间对Fe-Cu-NCs吸附NOR和CIP的影响
        4.1.2 溶液的初始pH值对Fe-Cu-NCs吸附NOR和 CIP的影响
        4.1.3 离子强度对Fe-Cu-NCs吸附NOR和CIP的影响
        4.1.4 吸附剂用量对Fe-Cu-NCs吸附NOR和CIP的影响
        4.1.5 吸附时间和初始浓度对Fe-Cu-NCs吸附NOR和 CIP的影响
        4.1.6 溶液的平衡浓度和温度对Fe-Cu-NCs吸附NOR和 CIP的影响
    4.2 Fe-Cu-NCs对NOR和CIP吸附的动力学研究
    4.3 Fe-Cu-NCs对NOR和CIP的吸附等温线研究
        4.3.1 等温线模型拟合分析
        4.3.2 热力学参数的计算
    4.4 Fe-Cu-NCs对NOR和CIP的吸附机理分析
    4.5 小结
5 铁铜纳米复合材料(Fe-Cu-NCs)对水体中染料亮绿(LG)的吸附研究
    5.1 Fe-Cu-NCs对LG的静态吸附研究
        5.1.1 吸附时间对Fe-Cu-NCs吸附LG的影响研究
        5.1.2 溶液pH值对Fe-Cu-NCs吸附LG的影响研究
        5.1.3 离子强度对Fe-Cu-NCs吸附LG的影响研究
        5.1.4 吸附剂用量对Fe-Cu-NCs吸附LG的影响
        5.1.5 吸附时间和初始浓度对Fe-Cu-NCs吸附LG的影响研究
        5.1.6 平衡浓度和温度对Fe-Cu-NCs吸附LG的影响研究
        5.1.7 Fe-Cu-NCs对LG吸附的动力学研究
        5.1.8 Fe-Cu-NCs对LG的吸附等温线研究
        5.1.9 热力学参数的计算
    5.2 Fe-Cu-NCs对LG的吸附机理分析
    5.3 小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
个人简历及在校期间发表的学术论文研究成果
参考文献
致谢



本文编号：3183859