改性金属有机骨架衍生碳材料的制备及其对Cr（Ⅵ）的还原、吸附性能研究
发布时间：2022-04-23 16:52
随着社会的飞速发展,含Cr（Ⅵ）的化合物已广泛用于工业生产中,暴露于环境中含强毒性的Cr（Ⅵ）化合物通过降雨和废水排放进入天然水体,对环境造成很大危害。目前已经开发出很多方法来从废水中去除Cr（Ⅵ）,包括吸附、化学还原、生物过程、光催化等。各种方法均存在其优缺点,但是大多数对于Cr（Ⅵ）的去除仅局限于单一的去除或者还原,同时还原、去除Cr（Ⅵ）的技术相对较少。金属有机骨架（MOF）作为前驱体被广泛应用于吸附领域,这归因于MOF的高比表面积和孔隙率,有序的结构和可控的孔径。本文选用MOF（MIL-53（Fe））作为前驱体,在MIL-53（Fe）中添加不同量的Cu,随后在不同煅烧温度的氮气氛围下原位转化,成功制备一系列双金属@多孔碳材料。探究Cu的引入以及不同Cu/Fe和不同煅烧温度对还原、吸附Cr（Ⅵ）的影响。选择MIL-53（Fe）为前驱体,通过浸渍法向MIL-53（Fe）中添加不同比例的二价铜离子,在800℃氮气氛围下热解得到XCu@FexC-800,煅烧之后的材料中Cu~0和Fe~0共存,不同Cu/Fe对材料中各元素的形态几乎没有影响。随着Cu添加量的增加,材料表面逐渐发生坍塌,孔...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 水体中重金属铬的污染现状及危害
1.1.1 水中重金属污染现状
1.1.2 水体中铬的污染现状和危害
1.2 水中Cr(Ⅵ)的治理技术
1.2.1 电化学沉淀法
1.2.2 光催化还原法
1.2.3 吸附法
1.2.4 生物法
1.2.5 化学还原法
1.3 有机金属骨架的研究进展及应用
1.3.1 金属有机骨架的定义及性质
1.3.2 金属有机骨架的应用
1.4 以金属有机骨架为模板制备功能材料的研究进展
1.4.1 以金属有机骨架为模板制备碳材料的研究进展
1.4.2 以金属有机骨架为模板制备金属氧化物的研究进展
1.5 本课题的研究目的、意义及主要内容
1.5.1 研究目的和意义
1.5.2 研究的主要内容
第2章 实验材料与方法
2.1 实验材料与仪器
2.1.1 实验试剂及材料
2.1.2 实验仪器及设备
2.2 材料制备方法
2.2.1 前驱体MIL-53(Fe)的制备
2.2.2 铜掺杂MIL-53(Fe)的制备
2.2.3 Cu-MOF的制备
2.2.4 1/2Cu@MIL-53(Fe)衍生碳材料的制备
2.3 材料表征方法
2.3.1 X射线衍射(XRD)分析
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析
2.3.3 透射电子显微镜(TEM)分析
2.3.4 EDS和 Maping能谱分析
2.3.5 X射线光电子能谱(XPS)分析
2.4 吸附剂去除Cr(Ⅵ)的实验过程
2.4.1 吸附实验设计
2.4.4 影响因子实验
2.4.5 溶出总铁和二价铁离子分析
2.4.6 溶液中总铬及中间产物的测定
第3章 材料的表征分析
3.1 前驱体MIL-53(Fe)的结构和形貌分析
3.1.1 物相及形貌分析
3.1.2 表面元素形态分析
3.1.3 表面官能团分析
3.2 XCu@FexC-800 的结构和形貌分析
3.2.1 物相及形貌分析
3.2.2 表面元素形态分析
3.2.3 表面官能团分析
3.3 Cu@FexC-X00 的结构和形貌分析
3.3.1 物相及形貌分析
3.3.2 表面元素形态分析
3.3.3 表面官能团分析
3.3.4 Maping能谱分析
3.4 本章小结
第4章 改性金属有机骨架衍生碳材料对水体中Cr(Ⅵ)的还原、吸附技术研究
4.1 吸附还原Cr(Ⅵ)的性能评价
4.1.1 不同Cu/Fe对材料还原、吸附Cr(Ⅵ)的性能影响
4.1.2 不同煅烧温度对材料还原、吸附Cr(Ⅵ)的性能影响
4.2 1/2Cu@FexC-800 吸附还原Cr(Ⅵ)的性能评价
4.2.1 不同pH对反应体系的影响
4.2.2 目标污染物初始浓度对反应体系的影响
4.3 基本数据的表达及吸附数据的模拟建模
4.3.1 吸附等温线
4.3.2 吸附动力学
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 建议与展望
参考文献
硕士研究生期间研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]电解法在废水处理中的应用及研究进展[J]. 张乐华,朱又春,李勇. 工业水处理. 2001(10)
硕士论文
[1]氨基功能化纳米Fe3O4磁性高分子复合材料的合成、表征及其对废水中Cr（Ⅵ）的吸附研究[D]. 赵永纲.浙江大学 2010
本文编号：3647594
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 水体中重金属铬的污染现状及危害
1.1.1 水中重金属污染现状
1.1.2 水体中铬的污染现状和危害
1.2 水中Cr(Ⅵ)的治理技术
1.2.1 电化学沉淀法
1.2.2 光催化还原法
1.2.3 吸附法
1.2.4 生物法
1.2.5 化学还原法
1.3 有机金属骨架的研究进展及应用
1.3.1 金属有机骨架的定义及性质
1.3.2 金属有机骨架的应用
1.4 以金属有机骨架为模板制备功能材料的研究进展
1.4.1 以金属有机骨架为模板制备碳材料的研究进展
1.4.2 以金属有机骨架为模板制备金属氧化物的研究进展
1.5 本课题的研究目的、意义及主要内容
1.5.1 研究目的和意义
1.5.2 研究的主要内容
第2章 实验材料与方法
2.1 实验材料与仪器
2.1.1 实验试剂及材料
2.1.2 实验仪器及设备
2.2 材料制备方法
2.2.1 前驱体MIL-53(Fe)的制备
2.2.2 铜掺杂MIL-53(Fe)的制备
2.2.3 Cu-MOF的制备
2.2.4 1/2Cu@MIL-53(Fe)衍生碳材料的制备
2.3 材料表征方法
2.3.1 X射线衍射(XRD)分析
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析
2.3.3 透射电子显微镜(TEM)分析
2.3.4 EDS和 Maping能谱分析
2.3.5 X射线光电子能谱(XPS)分析
2.4 吸附剂去除Cr(Ⅵ)的实验过程
2.4.1 吸附实验设计
2.4.4 影响因子实验
2.4.5 溶出总铁和二价铁离子分析
2.4.6 溶液中总铬及中间产物的测定
第3章 材料的表征分析
3.1 前驱体MIL-53(Fe)的结构和形貌分析
3.1.1 物相及形貌分析
3.1.2 表面元素形态分析
3.1.3 表面官能团分析
3.2 XCu@FexC-800 的结构和形貌分析
3.2.1 物相及形貌分析
3.2.2 表面元素形态分析
3.2.3 表面官能团分析
3.3 Cu@FexC-X00 的结构和形貌分析
3.3.1 物相及形貌分析
3.3.2 表面元素形态分析
3.3.3 表面官能团分析
3.3.4 Maping能谱分析
3.4 本章小结
第4章 改性金属有机骨架衍生碳材料对水体中Cr(Ⅵ)的还原、吸附技术研究
4.1 吸附还原Cr(Ⅵ)的性能评价
4.1.1 不同Cu/Fe对材料还原、吸附Cr(Ⅵ)的性能影响
4.1.2 不同煅烧温度对材料还原、吸附Cr(Ⅵ)的性能影响
4.2 1/2Cu@FexC-800 吸附还原Cr(Ⅵ)的性能评价
4.2.1 不同pH对反应体系的影响
4.2.2 目标污染物初始浓度对反应体系的影响
4.3 基本数据的表达及吸附数据的模拟建模
4.3.1 吸附等温线
4.3.2 吸附动力学
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 建议与展望
参考文献
硕士研究生期间研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]电解法在废水处理中的应用及研究进展[J]. 张乐华,朱又春,李勇. 工业水处理. 2001(10)
硕士论文
[1]氨基功能化纳米Fe3O4磁性高分子复合材料的合成、表征及其对废水中Cr（Ⅵ）的吸附研究[D]. 赵永纲.浙江大学 2010
本文编号：3647594
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3647594.html
