Ni或Fe 3 O 4 担载的磁性介孔碳的合成及吸附性能研究

发布时间：2024-06-05 05:17

　　环境问题尤其是水污染问题已经愈发严重。特别是污水中含有的各类有机物、染料、重金属离子等，已严重影响了人类的健康。高效而经济的方法去除水中污染物的技术亟需拓展。吸附技术由于其具有简易操作、性能高效、吸附剂多样等优点而在近年被广泛地应用于污水处理领域。活性炭是最为常用的净水剂，其具有较大的比表面积和丰富的微孔。但活性炭材料在进行大分子吸附时吸附量有限，此外，活性炭颗粒细微，在吸附完成后高度分散于水体中难以回收，从而造成了二次污染以及吸附剂使用成本的增加。基于这些考虑，磁性介孔材料是更为优越的吸附剂。磁性介孔材料具有有序的孔道、可调控的孔径，不仅对各类染料和金属离子具有高效的吸附性能，同时，磁性粒子的添加使其在吸附完成后可以通过外磁场作用简易地分离。但是，目前合成大比表面积的磁性介孔材料仍具有挑战。此外，现有的合成方法步骤繁琐、产量较低。鉴于此，本文分别采用“溶胶-凝胶”法及硬模板纳米浇铸法制备了具有大比表面积和高饱和磁化率的磁性介孔碳材料。 本论文包括两部分： 第一部分介绍了溶胶-凝胶法制备金属镍担载磁性介孔碳(Ni/mC)材料的方法及其吸附性能的研究。采用葡萄糖、硝酸镍、嵌段共聚物P12...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 介孔材料简介
    1.3 介孔材料的模板合成方法
        1.3.1 软模板法
        1.3.2 硬模板法
    1.4 介孔材料的骨架构成
        1.4.1 硅基介孔材料概述
        1.4.2 碳基介孔材料概述
    1.5 磁性介孔材料
        1.5.1 磁性介孔材料概述
        1.5.2 磁性介孔材料的分类及研究进展
    1.6 介孔材料的应用
        1.6.1 生物医药应用
        1.6.2 催化应用
        1.6.3 污水吸附应用
    1.7 本文的主要研究内容
第2章 实验材料、仪器和吸附实验
    2.1 实验药品和实验仪器
    2.2 表征手段
        2.2.1 XRD 粉末衍射表征
        2.2.2 N₂吸附-脱附表征
        2.2.3 TEM 透射电镜表征
        2.2.4 FTIR 红外光谱表征
        2.2.5 Raman 拉曼表征
        2.2.6 VSM 磁强度表征
        2.2.7 TGA 热重分析
        2.2.8 UV-vis 紫外光谱表征
    2.3 吸附性能研究
        2.3.1 有机染料
        2.3.2 金属离子
        2.3.3 吸附实验
第3章 金属镍担载磁性石墨化介孔碳材料的合成及吸附性能测试
    3.1 引言
    3.2 金属镍担载磁性介孔碳材料的制备
        3.2.1 软模板法制备金属镍担载磁性介孔碳材料 Ni/mC1
        3.2.2 软模板法制备介孔碳材料 mC
        3.2.3 硬模板法制备金属镍担载磁性介孔碳材料 Ni/mC2
    3.3 Ni/mC 样品的表征和讨论
        3.3.1 X 射线粉末衍射分析
        3.3.2 N₂吸附-脱附分析
        3.3.3 红外光谱分析
        3.3.4 拉曼分析
        3.3.5 透射电镜
        3.3.6 磁性(VSM)测试
        3.3.7 热重分析
    3.4 吸附性能研究
        3.4.1 染料吸附
        3.4.2 金属离子吸附
    3.5 小结
第4章 Fe₃O₄担载的磁性介孔碳材料的制备及吸附性能测试
    4.1 引言
    4.2 Fe₃O₄/mC 的制备
    4.3 样品的结构表征及讨论
        4.3.1 X 射线粉末衍射分析
        4.3.2 N₂吸附-脱附分析
        4.3.3 红外光谱分析
        4.3.4 拉曼分析
        4.3.5 透射电镜
        4.3.6 磁性(VSM)测试
        4.3.7 热重分析
    4.4 吸附性能研究
        4.4.1 染料吸附
        4.4.2 金属离子吸附
    4.5 小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3989702