磁性生物质炭的制备及其对染料的去除研究

发布时间：2019-09-13 06:13

【摘要】：随着印染、纺织等行业的高速发展,染料的使用量日益增多,由于其具有毒性大、色度较深、不易被降解等特点,因而对人类的生产和生活造成了严重的影响,染料废水的去除得到了人们的高度重视。磁性纳米颗粒,不但有纳米材料的优点,同时有特殊的超顺磁特性。生物质炭材料疏松多孔,比表面大的特性,在吸附及催化去除污染物方面展现出良好的效应。因此本研究中制备了磁性生物质炭材料,结合磁性纳米颗粒与生物质炭材料两种材料的优势,在环境污染处理方面效果显著。选用常见的有机染料刚果红、甲基绿、中性红和亚甲基蓝等作为模拟对象,研究了磁性生物质炭复合材料对有机染料的去除效果。本论文的主要研究内容如下:(1)将法桐树叶通过高温煅烧得到活性炭(BAC),之后Fe_3O_4通过溶剂热法负载于BAC表面,制备了以法桐树叶为基体的磁性活性炭复合材料(Fe_3O_4/BAC)。考察Fe_3O_4/BAC对刚果红、中性红和甲基绿的吸附行为。实验结果表明:Fe_3O_4/BAC对染料的吸附行为在pH为5-9范围内基本不受影响。动力学研究表明了Fe_3O_4/BAC对三种染料的吸附均具有准二级动力学特性。Fe_3O_4/BAC对三种染料的吸附行为遵照Langmuir等温吸附,对刚果红、中性红和甲基绿的饱和吸附容量分别为396.8、172.2和403.2 mg·g-1,在自然水质中Fe_3O_4/BAC对三种染料仍然具有良好的吸附效果。Fe_3O_4/BAC对染料的吸附都是自发的过程。对于从水环境中去除有机染料,Fe_3O_4/BAC可以被认为是一种具有较大潜能的吸附剂。(2)研究了在H2O2存在的条件下Fe_3O_4/BAC作为吸附剂和类Fenton试剂对亚甲基蓝溶液的富集和降解行为。实验结果表明:Fe_3O_4/BAC用量为1.2 g·L-1,H2O2浓度为0.23 mol·L-1,30°C以及pH为7的前提下,对初始浓度为100 mg·L-1的亚甲基蓝溶液其去除效率可达到97%。另外,在经过5次循环反应之后,Fe_3O_4/BAC对亚甲基蓝的去除率仍可达到80%。因此,Fe_3O_4/BAC可能成为具有较大潜能的催化剂。(3)以多巴胺为碳源,Fe~(3+)为磁源,SBA-15为硬模板,合成了基于聚合多巴胺的磁性介孔碳(MMC)材料。将MMC应用于对水溶液中有机染料(刚果红、中性红和甲基绿)的吸附。实验结果表明:在合适的pH和反应温度的前提下,动力学实验表明了MMC对三种染料的吸附行为均符合典型的准二级动力学特性,MMC对三种染料的吸附行为遵照Langmuir等温吸附,对刚果红、中性红和甲基绿的吸附容量分别为2315.4、2431.6和2927.1 mg·g-1。另外,MMC对三种染料的吸附都是自发的过程。以上研究表明,MMC在有机染料的吸附去除方面具有潜在的使用价值。
【图文】：

路线图,路线图,吸附剂制备,桐树

Fe3O4/BAC的合成路线图

透射电镜,扫描电镜图,透射电镜

鲁东大学硕士学位论文催化剂。用 HCl 和 NaOH 溶液将 pH 设定为 3-10 之间测定酸度对催化降解影响。此外，研究了 Fe3O4/BAC (1:2)材料用量和 H2O2浓度及制备温度等对解的影响。研究反应温度对催化性能的影响，最后研究了亚甲基蓝的降解实验。实验结束后，，将反应液置于强力磁铁上静置 5 min 使催化剂和溶磁性分离，之后在 λmax测定上清液浓度。用(C0 C)×100 / C0计算去除效结果与讨论 Fe3O4/BAC 表征结果分析.1 Fe3O4/BAC 的 SEM 和 TEM 分析ab
【学位授予单位】：鲁东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ424;X703

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