“夹心”磁性粘土光催化材料结构设计、制备及性能研究

发布时间：2024-05-09 00:43

　　TiO2光催化氧化技术因其能够有效矿化有机污染物,没有二次污染,适用高生物毒性及难降解污染物,在染料废水处理中具有巨大潜力。TiO2虽具有较强的光催化活性,但是在水中极易发生团聚,从而导致光催化效率的降低且同时纳米颗粒难以分离回收。因此需要选择合适的载体,将纳米Ti02固定在其上来解决光催化剂的团聚问题。蒙脱石因其层间阳离子交换特性可作为载体制备不同功能的粘土矿物材料,成为近年来的研究热点。因此本实验提出制备多功能化催化材料的设想,以天然粘土蒙脱石为基质,在水溶液中采用分步自组装方法制备“三明治”夹心型磁性粘土光催化材料。 首先,以FeCl3·6H2O及NaOH为原料合成得到铁聚阳离子溶液,再与钠基蒙脱石层间发生离子交换作用得到铁柱撑蒙脱石,氮气气氛下热处理后得到层间磁性修饰的粘土材料。由热分析、X射线衍射、磁强计等表征手段分析表明N2气氛下煅烧样品,纳米铁氧化物可以有效停留在蒙脱石层间,主要由Fe3O4及α-Fe2O3两类铁氧化物晶相存在,其中Fe304为磁性相。 其次,以制备得到的磁性粘土材料为载体,采用溶胶凝胶法通过CTAB调控作用实现TiO2在蒙脱石表面的固定化,并确定最佳铁钛...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1蒙脱石微观结构示意图

蒙脱石【4】的组成因环境的含水量而变，一般认为蒙脱石的的结构通式为：Nax(H2O)4{(Al2-xMgx)[Si4Ol0](OH2)},其微观结构示意图如图1-1所示，它是属于2:1型的层状含水绍桂酸盐矿物，主要由两层桂氧四面体和中间的一层绍氧八面体组成。桂氧四面体以共用底部....

图1-2有机季按盐吸附到蒙脱石层间的示意图

石是指在一定条件下，水合阳离子等柱撑剂通过间距，通过热处理后转化为在层间规整排列的金石。通过蒙脱石的柱撑，可以提高其热稳定性，转矿物的吸附及催化性能。过无机或有机柱撑后，可改善其许多物理性质。的柱撑分为以下三大类。阳离子柱撑将有机分子、离子、聚合物等与蒙脱石中的无机蒙脱石粘土矿物....

图1-3无机柱撑蒙脱石的机理Fig.1-3TheSchematicofinorganicpillaredmontmorillonite

这类通过水解得到的多核金属聚合离子是较为理想的柱掉剂。无机柱撑蒙脱石的机理如图1-3所示，无机金属聚合阳离子与钠基蒙脱石层间Na+发生离子交换，经过热处理后，脱去水分子形成稳定得金属辄化物，这类金属氧化物如图1-3所示撑起蒙脱石层间域并规则排布，从而获得大孔蹄分结构的柱撑粘土材料....

图1-4Y-Fe203/CTAB/MT光催化材料的合成机理Fig.1-4Schematicillustrationoftheformationofy-Fe^Ch/CTAB/MT

Skoutelas等[22】制备得到磁性颗粒分散在粘土表面的绍柱撑粘土，研究是以分乙醇胺溶液中的磁铁矿胶体为前躯体，SEM图表示锻烧处理后磁性氧化物柱撑转粘土层表面。这说明粘土层表面具有沉积铁微粒的能力，同时由于铁筑化物的转土依然保有层间离子交换及溶胀性能。研宄制得的纳米颗粒具有....

本文编号：3968065