新型磁性复合材料的制备与应用

发布时间：2024-04-15 03:14

　　酸洗废液和电镀废水是工业生产过程中产生的重金属废水。针对传统中和法处理重金属废水的不足，从提高处理后产物利用附加值角度解决资源循环利用的难题，成为当今处理重金属废水的新理念。 基于尖晶石型铁氧体和层状双重金属氢氧化物可固定金属离子的性质，本研究研究铁氧体/LDH磁性复合材料的制备方法及性能，并采用微波水热法净化实际电镀废水和酸洗废液，两类废水经处理后不仅达到国家污水排放标准，且生成的固相产物可用于印染废水的吸附处理。 (1)通过XRD、TEM及VSM表征表明：在n(Fe³⁺:Fe²⁺)=1:3.5、n(Zn²⁺:Cr³⁺)=2:1和pH=6条件下，合成出磁性前驱体Fe₃O₄(20～30nm)依附在Zn₂Cr-LDH (150～200nm)的Fe₃O₄/Zn₂Cr-LDH磁性复合材料。Fe₃O₄/Zn₂Cr...

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
图形清单
表格清单
第一章 绪论
    1.1 酸洗废液的性质和处理方法
        1.1.1 酸洗废液的性质
        1.1.2 酸洗废液的处理方法
    1.2 电镀废水的性质和处理方法
        1.2.1 电镀废水的性质
        1.2.2 电镀废水的处理方法
    1.3 尖晶石型铁氧体
        1.3.1 尖晶石型铁氧体的结构
        1.3.2 尖晶石型铁氧体的应用
    1.4 层状双金属氢氧化物 LDH
        1.4.1 LDH 的结构与组成
        1.4.2 LDH 的特性
        1.4.3 LDH 的吸附催化性能
    1.5 铁氧体/LDH 磁性复合材料
    1.6 废物基铁氧体/LDH 磁性复合材料制备的可行性分析
    1.7 课题背景、意义及研究思路和方法
        1.7.1 课题背景及意义
        1.7.2 研究思路和方法
第二章 材料制备和实验研究方法
    2.1 实验试剂
    2.2 实验材料
    2.3 实验仪器设备
    2.4 材料制备
        2.4.1 Fe₃O₄/Zn-Cr-LDH 磁性复合材料的制备
        2.4.2 Fe₃O₄/Cu(Ni)-Cr-LDH 磁性复合材料的制备
        2.4.3 废物基铁氧体/LDH 磁性复合材料的制备
    2.5 实验方法
        2.5.1 Fe₃O₄/Zn₂Cr-LDH 磁性复合材料对甲基橙染料吸附实验
        2.5.2 Fe₃O₄/Cu(Ni)-Cr-LDH 磁性复合材料对橙黄 II 染料降解实验
        2.5.3 废物基铁氧体/LDH 磁性复合材料对甲基橙染料吸附实验
    2.6 计算方法
        2.6.1 Fe₃O₄/Zn₂Cr-LDH 磁性复合材料对甲基橙染料吸附效果计算
        2.6.2 Fe₃O₄/Cu(Ni)-Cr-LDH 磁性复合材料对橙黄 II 染料降解效果计算
        2.6.3 废物基铁氧体/LDH 磁性复合材料对甲基橙染料吸附效果计算
        2.6.4 等温吸附模型
        2.6.5 动力学模型
        2.6.6 吸附过程模型
        2.6.7 温度对化学反应速率影响模型
        2.6.8 响应曲面设计
    2.7 化学组成测定与结构表征
        2.7.1 化学组成测定
        2.7.2 结构表征
第三章 Fe₃O₄/Zn-Cr-LDH 磁性复合材料的物化性质及吸附性能
    3.1 磁性前驱体 Fe₃O₄的物化性质
        3.1.1 磁性前驱体 Fe₃O₄的结构
        3.1.2 磁性前驱体 Fe₃O₄的形貌
        3.1.3 磁性前驱体 Fe₃O₄的磁性
    3.2 Fe₃O₄/Zn-Cr-LDH 磁性复合材料的优化合成
        3.2.1 pH 值的影响
        3.2.2 Zn/Cr 比例的影响
    3.3 Fe₃O₄/Zn₂Cr-LDH 磁性复合材料的物化性质
        3.3.1 Fe₃O₄/Zn₂Cr-LDH 磁性复合材料的结构
        3.3.2 Fe₃O₄/Zn₂Cr-LDH 磁性复合材料的形貌
        3.3.3 Fe₃O₄/Zn₂Cr-LDH 磁性复合材料的磁性及组分
        3.3.4 Fe₃O₄/Zn₂Cr-LDH 磁性复合材料的比表面积
    3.4 Fe₃O₄/Zn₂Cr-LDH 磁性复合材料对甲基橙染料的吸附作用
    3.5 本章小结
第四章 Fe₃O₄/Cu(Ni)-Cr-LDH 磁性复合材料的物化性质及催化性能
    4.1 Fe₃O₄/Cu(Ni)-Cr-LDH 磁性复合材料的物化性质
        4.1.1 Fe₃O₄/Cu(Ni)-Cr-LDH 磁性复合材料的结构
        4.1.2 Fe₃O₄/Cu(Ni)-Cr-LDH 磁性复合材料的形貌
        4.1.3 Fe₃O₄/Cu(Ni)-Cr-LDH 磁性复合材料的磁性
    4.2 Fe₃O₄/Cu(Ni)-Cr-LDH 磁性复合材料对橙黄 II 染料的催化作用
        4.2.1 二价金属比例对降解能力的影响
        4.2.2 AO7 初始浓度对降解能力的影响
        4.2.3 PMS 初始浓度对降解能力的影响
        4.2.4 温度对降解能力的影响
        4.2.5 可循环利用性
        4.2.6 橙黄 II 染料的降解机制
        4.2.7 橙黄 II 染料的矿化率
        4.2.8 反应机理
    4.3 本章小结
第五章 废物基铁氧体/LDH 磁性复合材料的合成优化
    5.1 酸洗废液基磁性前驱体
        5.1.1 重金属离子由液相向固相的转移
        5.1.2 固相分析
    5.2 废物基磁性复合材料
        5.2.1 重金属离子由液相向固相的转移
        5.2.2 固相分析
    5.3 废物基磁性复合材料吸附剂制备的单因素实验
        5.3.1 pH 值的影响
        5.3.2 合成时间的影响
        5.3.3 合成温度的影响
    5.4 响应曲面实验设计
        5.4.1 实验设计及响应值的确定
        5.4.2 模型的回归方程
        5.4.3 统计学分析
        5.4.4 三维立体响应曲面
    5.5 本章小结
第六章 废物基铁氧体/LDH 磁性复合材料的结构及吸附性能的研究
    6.1 废水净化效果及产物的物化性质
        6.1.1 废水净化效果
        6.1.2 合成产物的物化性质
    6.2 废物基铁氧体/LDH 磁性复合材料的吸附性能及回收利用
        6.2.1 吸附动力学
        6.2.2 吸附机制
        6.2.3 重金属离子的释放
        6.2.4 MFLA 的循环利用
    6.3 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果
作者在攻读硕士学位期间所作的项目
致谢



本文编号：3955648