多孔分级结构AlOOH的无模板水热制备及吸附性能研究

摘要

本文以无机盐作为沉淀剂、硝酸铝作为铝源，采用无模板水热法制备得到不同形貌的多孔分级结构勃姆石材料。研究了制备得到的勃姆石对有机染料的吸附性能。主要研究内容和结果如下：　　以碳酸氢钠和硝酸铝为原料进行水热反应，研究了碳酸氢钠浓度、硝酸铝浓度对产物形貌的影响。当硝酸铝浓度为10mmol，碳酸氢钠添加量为10mmol，在190℃下反应24h制备得到整体尺寸长约1.4μm，宽约0.7μm的形貌均一、分散性较好的椭圆状分级结构 AlOOH材料。以草酸钠和硝酸铝为原料进行水热反应，研究了草酸钠添加量对产物形貌的影响。草酸钠为2mmol时，制备得到了由纳米窄片组装成的长度为1.7-2.2μm，宽度为0.8-1μm空心椭圆状分级结构。以磷酸氢二钠和硝酸铝为原料进行水热反应，研究了磷酸氢二钠添加量对产物形貌的影响。磷酸氢二钠为1mmol时，制备了结构形貌趋于单一、分散性良好，长度为3.3-4.0μm，两端宽度约为2.0μm，中间宽度约为1.1μm的连体捆束状分级结构勃姆石。以磷酸钠和硝酸铝为原料进行水热反应，研究了磷酸钠添加量对产物形貌的影响。磷酸钠为1mmol时，产物结构呈连体捆束形状，其结构形貌趋于单一、分散性良好，长度约为2.5-3.3μm，宽度约0.9-1.6μm。　　分级结构勃姆石的形成机理为，水热过程中，无机盐水解为游离态的铝离子提供出氢氧根离子生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体经溶解再结晶后形成勃姆石形态。勃姆石表面因吸附无机盐阴离子，改变了其表面的能量，生长方向发生改变。同时无机盐阴离子降低勃姆石粒子间的斥力，勃姆石在范德华力的作用下组装在一起，形成分级结构。　　利用制备的勃姆石对有机染料进行吸附实验，研究其吸附性能。结果表明勃姆石对刚果红表现出良好的吸附性能。对于碳酸氢体系，椭圆状分级结构产物表现出对刚果红的最大吸附量为97.9mg/g；对于草酸钠体系，添加量为2mmol得到的中空椭圆状分级结构对刚果红的最大吸附量为99mg/g；对于磷酸氢二钠体系，磷酸氢二钠添加量为0.5mmol得到的捆束状分级结构产物对刚果红的最大吸附量为98.6mg/g；对于磷酸钠体系，磷酸钠添加量为0.1mmol得到的捆束状分级结构产物对刚果红的最大吸附量为99.4mg/g。对于其它染料，制备的勃姆石对酸性铬兰K具有一定的吸附能力，对于亚甲基蓝则不具有吸附能力。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

引言

1.1勃姆石及合成方法简介

1.2多孔结构勃姆石分类

1.3 多孔分级结构勃姆石/γ氧化铝吸附性能研究现状

1.4 本实验研究意义与目的

2 实验部分

2.1 实验药品、仪器设备

2.2 实验工艺流程

2.3 样品的测试表征技术

3 分级结构勃姆石的制备

3.1 碳酸氢钠制备勃姆石研究

3.2 草酸钠制备勃姆石研究

3.3 磷酸氢二钠制备勃姆石研究

3.4 磷酸钠制备勃姆石研究

3.5 分级结构勃姆石形成机理分析

本章小结

4 分级结构勃姆石的吸附性能研究

4.1 刚果红吸附试验

4.2 碳酸氢钠体系

4.3 草酸钠体系

4.4 磷酸氢二钠体系

4.5 磷酸钠体系

本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果