Ti 3 C 2 T x MXene的可控制备与对水溶液中Cr（Ⅵ）移除性能的研究

发布时间：2022-01-13 14:40

　　金属铬,Cr（Ⅵ）是一种对生物,特别是人类,具有很强毒性的强致癌物质,是美国环境保护署（USEPA）公认的17种重点污染物之一。含有Cr（Ⅵ）的废水如果被引入自然水体中,不仅破坏生态环境、污染土壤、水源,对植物乃至人类的健康都会产生巨大的威胁。根据WHO相关规定,饮用水中Cr（Ⅵ）的含量不得高于0.05ppm。吸附法因成本低、易操作、设备简单和周期短等优点,是治理重金属离子污染的有效途经之一。因此,新型、高效、环保及大比表面积吸附材料的构筑对治理Cr重金属离子污染具有重要的理论指导意义和实际应用价值。二维过渡金属碳/氮化物（MXene）材料,具有组成多元化、可控层间距、大比表面积、良好的亲水性及表面悬挂丰富的官能团等特点,是重金属离子的理想载体,能够有效清除重金属离子,在有机污染物和重金属离子的吸附降解方面展现出了一定的发展前景和实际应用价值。本论文以设计和构筑高效移除Cr有毒离子的MXene材料为研究目标,通过调控化学组成、表面性质、形貌及孔结构等影响因素,制备了系列不同形貌和化学组成的MXene材料。以重金属Cr离子为探针,系统探究了 MXene材料对Cr离子的吸附行为和作用机理,... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１?ＭＡＸ相的理论组成元素在元素周期中的分布ｐ］

化工大学硕士学位论文???Ｂｅ??１?Ｚ＾＂?＼＼??ｍ８??？?—?Ｔ—，?＇．：从．．．１?．?ｉ?Ｉ?Ｃ１??Ｃａ?Ｓｃ?１?Ｔｉ?Ｉ?Ｖ?１?Ｃｒ?Ｍｎ?１?Ｆｅ?１?Ｃｏ?Ｉ?Ｎｉ?１?Ｃｕ?｜?Ｚｎ?Ｏａ?）?Ｇｅ?｜?Ａｓ￣｜?Ｓｅ?Ｂｒ??Ｓｒ?Ｙ?Ｚｒ?Ｎｂ?Ｍｏ?Ｔｃ?Ｒｕ?Ｒｈ?Ｐｄ?Ａｇ?｜?Ｃｄ?；?｜?Ｓｂ?Ｔｅ?ｌ??Ｂａ?Ｌｕ?Ｈｆ?￣Ｔａ?Ｗ￣?Ｒｅ?Ｏｓ?Ｉｒ?Ｐｒ?Ａｕ?Ｈｇ?｜１Ｔ?Ｂｉ?Ｐｏ?Ａｔ??图１－１?ＭＡＸ相的理论组成元素在元素周期中的分布ｐ］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｔｈｅ?ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ?ｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔ?ｅｌｅｍｅｎｔｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＭＡＸ?ｐｈａｓｅ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｐｅｒｉｏｄｉｃ?ｔａｂｌｅ?［７］．??迄今为止，已有２０多种ＭＸｅｎｅ材料被成功制备，几十种ＭＸｅｎｅ为理论预言稳??定存在，是数量增长最快的２Ｄ材料家族之一。图１－２展示了?ＭＡＸ相的三种晶体结??构，主要由类岩盐型的ＭＸ层与ｎ层紧密堆积的Ａ原子交替排列而成，根据不同ｎ??值，可分为Ｍ２ＡＸ、Ｍ３ＡＸ２和Ｍ４ＡＸ３相，也称为２１１、３１２和４１３相。其中，ＭＸ层??费米能级附近的高电子态密度，使得其具有金属导电性，而ＡＸ层主要是起到性能调??控作用［８，丨丨，丨２］。??ｍ２ａｘ?ｍ３ａｘ２?ｍ４ａｘ３??＿?，??ｘｃｎ??Ａ：?Ａｌ＂？?Ｇａ，?Ｉｎ，?Ｔｌ，?ＳＩ，?Ｇｅ，?Ｓｎ，?Ｐｂ，?Ｐ，?Ａｓ，?Ｓ??Ｓｃ，?Ｔｔ，?＆，?Ｈｆ，?Ｖ，?Ｎｂ，?Ｔａ，?Ｃｒ，?Ｍｏ，?Ｍｎ??图１－２三系ＭＡＸ相的晶体结构图［８

ｈｉｎｇ?Ｍｅｔｈｏｄ?Ａｓｓｉｓｔｅｄ?ＤｅｌａｍｉｎａｔＪｏｎ?Ｅｔｃｈｉｎｇ?Ｍｅｔｈｏｄ??２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５?２０１６?２０１７??ＴＩｉＣｊ?Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ／?Ｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎ／?Ｃｌａｙ?（ｓｍａｌｌ?ｆｌａｋｅ）?Ｄｏｕｂｌｅ?Ｍ?Ｏｒｄｅｒｅｄ??ＨＦ?Ｅｔｃｈｉｎｇ?Ｍｅｔｈｏｄ?Ｄｅｌａｍ丨ｎａｔｉｏｎ?ＵＦ／ＨＣＩ?Ｅｔｃｈｉｎｇ?Ｍｅｔｈｏｄ?ＭＸｅｎｅｓ?Ｄｉｖａｃａｎｃｉｅｓ??＿?＿?＿?霹?Ｓ??图１－３?２０１１－２０１７年间ＭＸｅｎｅ的发展历程［１３］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｔｈｅ?ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ?ｏｆ?ＭＸｅｎｅ?ｆｒｏｍ?２０１１?ｔｏ?２０１７［１３ｌ??１．１．２?ＭＸｅｎｅ的结构与性质??目前所涉及的ＭＸｅｎｅ，是指具有单层或少层结构的二维材料。但在ＭＸｅｎｅ材料??刚被发现之初，实质上是三维手风琴结构或者说是准二维结构。以Ｔｉ３Ｃ２Ｔｘ?ＭＸｅｎｅ为??例，其微观结构具有３Ｄ手风琴结构（图１－４?ａ）和２Ｄ纳米片结构（图１－４?ｂ）。??ＨＨ??图１－４?（ａ）?３Ｄ手风琴结构Ｔｉ３Ｃ２Ｔｘ的ＳＥＭ照片；（ｂ）?２Ｄ纳米片结构Ｔｉ３Ｃ２Ｔｘ的ＴＥＭ照片。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?（ａ）?ＳＥＭ?ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈ?ｏｆ?３Ｄ?ａｃｃｏｒｄｉｏｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?Ｈ３Ｃ２ＴＸ；?（ｂ）?ＴＥＭ?ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈ?ｏｆ?２Ｄ??ｎａｎｏｓｈｅｅｔ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ＴｂＣ２Ｔｘ．??４??

【参考文献】：
期刊论文
[1]Rational Design of Porous N-Ti3C2 MXene@CNT Microspheres for High Cycling Stability in Li–S Battery[J]. Jianli Wang,Zhao Zhang,Xufeng Yan,Shunlong Zhang,Zihao Wu,Zhihong Zhuang,Wei-Qiang Han.  Nano-Micro Letters. 2020(01)
[2]溶剂热氧化少层Ti3C2MXene制备二维TiO2/Ti3C2复合光催化剂[J]. 严康,关云锋,丛野,徐畑祥,朱辉,李轩科.  无机化学学报. 2019(07)
[3]二维MXene相Ti3C2高效氧还原电催化剂的制备和性能研究（英文）[J]. 林翰,陈立松,逯向雨,姚鹤良,陈雨,施剑林.  Science China Materials. 2019(05)
[4]原位固化落叶松单宁对Cr（Ⅵ）的氧化还原吸附[J]. 侯旭,廖学品,石碧.  林产化学与工业. 2007(06)



本文编号：3586621