以植物为模板生物遗态金属氧化物的制备及吸附性能研究

摘要

ZnO和Al2O3作为重要的金属氧化物在各个领域有着广泛的应用，然而由于材料结构的问题，使其应用受到限制。本文尝试以不同的天然植物为模板，制备具有生物遗态结构的ZnO和Al2O3，以期得到结构更好和吸附性能优良的产物。利用多种的表征手段，包括 XRD、TEM、SEM、TG-DTA等对产物的结构和形貌进行分析，并且对产物进行吸附性能的研究。
　　(1)以豆杆为模板生物遗态氧化锌的制备及其对Pb2+吸附性能的研究
　　本文以豆杆为模板，醋酸锌溶液为前驱体溶液，采用浸渍法使锌离子在豆杆表面生长，通过高温煅烧得到最终的样品产物，对其进行表征表明：制备的生物遗态氧化锌为结晶良好的氧化锌晶粒有序排列生长而形成分层结构的杆状氧化锌，并通过对其吸附Pb2+的性能研究表明：该样品对Pb2+具有良好的吸附性能，对Pb2+的吸附量随着初始浓度的增大而增加，温度升高不利于吸附过程的进行，吸附过程可在20 min基本达到平衡。同时通过吸附等温线和动力学模型拟合发现，该吸附过程符合Freundlich吸附等温方程，且准二级动力学方程更好地描述吸附剂吸附Pb2+的过程。
　　(2)以海发菜为模板生物遗态氧化铝的制备及其对甲基蓝染料吸附性能的研究
　　本文采用传统的浸渍-煅烧法以海发菜为模板制备了保留模板宏观形貌的生物遗态氧化铝，通过表征和吸附性能探究表明：制备的样品在一定程度上保留了原有生物模板的形貌；相比试剂氧化铝其吸附性能有明显的提升，在甲基蓝溶液浓度由低升高时其对甲基蓝的吸附量升高，pH对其吸附性能有明显的影响；同时该吸附过程符合Freundlich吸附等温方程，准二级动力学方程可更好地描述吸附剂吸附甲基蓝的过程。
　　(3)以松花粒为模板生物遗态氧化铝的制备及其对甲基蓝染料吸附性能的研究
　　本文采用传统模板浸渍法和水热法相结合，以松花粒为模板制备了结构较为精细的花簇状生物遗态氧化铝。通过表征和吸附性能的结果表明：制备的生物遗态氧化铝为纳米氧化铝薄片组装成的花簇状的结构；最佳实验吸附剂量为0.6 g/L，pH为4时吸附性能最佳，升温能提升其吸附性能，吸附等温线模型拟合结果显示Freundlich能较好的描述该吸附过程，最佳吸附时间为180 min，吸附过程符合准二级动力学模型。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 引言

1.2 生物遗态金属氧化物材料

1.3 生物遗态材料制备方法—生物模板法

1.4 染料废水和重金属废水污染现状

1.5 染料废水及含重金属离子废水的主要处理方法

1.6 吸附法的研究现状

1.7 本课题研究目的及内容

第2章 实验方法

2.1 实验药品

2.2 实验仪器

2.3 样品的制备

2.4 样品的表征

2.5 吸附Pb2+性能测试

2.6 吸附甲基蓝染料性能测试

第3章 以豆杆为模板生物遗态氧化锌的制备及其吸附Pb2+性能

3.1 引言

3.2 样品的表征

3.3 生物遗态氧化锌吸附Pb2+性能

3.4 本章小结

第4章 以海发菜为模板氧化铝的制备及对甲基蓝吸附性能

4.1 引言

4.2 样品的表征

4.3 以海发菜为模板生物遗态氧化铝的吸附性能

4.4 本章小结

第5章 以松花粒为模板氧化铝的制备及其对甲基蓝的吸附性能

5.1 引言

5.2 样品的表征

5.3 以松花粒为模板生物遗态氧化铝对甲基蓝吸附性能

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢