类花状羟基磷灰石的制备及其催化降解孔雀石绿和结晶紫

摘要

羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2，简称HAP)，是一种重要的生物陶瓷材料，与人类牙齿和骨骼中的主要无机成分相似。实验表明，以膨胀石墨改性的羟基磷灰石呈现出不同的晶体形貌，选择其中类花状形貌的样品作为类芬顿体系的催化剂，可有效地氧化降解染料。本研究以孔雀石绿与结晶紫为反应底物，探究了类芬顿体系HAP/H2O2对有机染料的催化降解性能。
　　本研究的主要内容包括：(1)利用化学沉淀法在膨胀石墨的不同添加量下制备羟基磷灰石粉末，并通过 TG、XRD、FT-IR、SEM以及BET等方法对所合成的羟基磷灰石样品进行表征；(2)对不同形貌羟基磷灰石催化剂降解染料的行为进行比较，选出效果最佳的一组作为后续实验的催化剂；(3)考察催化剂的用量、H2O2的用量、染料的起始浓度等因素对类芬顿体系HAP/H2O2降解孔雀石绿和结晶紫的影响；(4)对实验数据进行了动力学拟合；（5）采用 XRD、FT-IR、SEM等表征方法对降解前后的催化剂进行分析，探究催化剂在降解过程中的稳定性。
　　通过研究得到以下结论：(1)以膨胀石墨改性所得样品的 XRD图谱与羟基磷灰石标准图谱基本一致，未发现其他杂质的衍射峰；(2)当膨胀石墨的质量分数为0.5wt％时，样品呈现类花状形貌，并且该催化剂降解染料溶液的效果最为明显；(3)在染料溶液初始pH和室温下，添加0.1 g/L的类花状HAP与1 mL/L的H2O2，降解10 mg/L孔雀石绿溶液的效果最好，降解率为98.7%；对于30 mg/L的结晶紫溶液，添加0.1 g/L的类花状HAP与1 mL/L的H2O2，反应38 min时达到最好的氧化降解效果，降解率可达97.2%；(4)动力学研究表明，类芬顿体系HAP/H2O2对孔雀石绿和结晶紫的氧化降解过程均可用准二级动力学方程较好拟合；（5）类花状HAP降解前后的结构和形貌未发生明显改变，说明该催化剂的稳定性良好。

目录

封面

声明

西北师范大学研究生学位论文作者信息

目录

中文摘要

英文摘要

第一章 文献综述

1.1 引言

1.2 膨胀石墨的性质及其制备方法

1.3 羟基磷灰石的性质、用途及其制备方法

1.4 孔雀石绿和结晶紫的性质及其危害

1.5 芬顿与类芬顿反应体系

1.6 课题研究的主要内容

第二章 类花状羟基磷灰石的制备与表征

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 结论

第三章 类花状羟基磷灰石催化降解孔雀石绿的性能研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 结论

第四章 类花状羟基磷灰石催化降解结晶紫染料的性能研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 结论

参考文献

硕士期间的科研成果

致谢