碳载体杂化纳米金属材料制备及污水处理应用研究

摘要

采用超声辅助共沉淀法制备了纳米镍/镁铝层状双金属氢氧化物/三聚氰胺-甲醛-乙二胺四草酰乙酸螯合树脂/活性炭复合材料(Ni/MgAl-LDHs/MFT/AC)。通过场发射扫描电镜(FE-SEM)、X-射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱(FT-IR)对该复合材料的结构和形貌进行了表征。结果表明:在含有MFT螯合树脂的活性炭表面上，均匀分布着花状的MgAl-LDHs，MgAl-LDHs上分布着聚集状的纳米镍颗粒。研究考察了2，6-二氯苯酚(2，6-DCP)在Ni/MgAl-LDHs/MFT/AC上的吸附行为，吸附机理为物理吸附，符合准一阶动力学模型，吸附过程为自发性吸热反应。在超声辅助条件下，Ni/MgAl-LDHs/MFT/AC可分别成功地用于2，6-DCP、染料（甲基橙、孔雀绿和亚甲基蓝）污水的降解。
　　以泡沫铜电极为载体，通过苯胺的电聚合反应，将氧化石墨烯混合沉积到铜电极上，形成聚苯胺-氧化石墨烯/铜复合电极(PANI-GO/Cu);进而将纳米铜电沉积到PANI-GO/Cu表面，形成纳米铜/聚苯胺-氧化石墨烯/铜复合电极(Cu/PANI-GO/Cu)。FE-SEM、XRD和FT-IR表明了该修饰电极已形成。将该电极用于水溶液中的二氧化硫催化还原。结果显示:水溶液中的二氧化硫能被有效地还原为连二亚硫酸根。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 碳载体杂化纳米金属材料研究进展

1．1．1 活性炭载体杂化纳米金属材料研究进展

1．1．2 石墨烯载体杂化纳米金属材料研究进展

1．2 碳载体杂化纳米金属材料的超声制备

1．2．1 超声化学的原理

1．2．2 碳载体杂化纳米金属材料的超声制备

1．3 碳载体杂化纳米金属材料在污水处理中的应用

1．4 碳载体杂化纳米金属材料的表征方法

1．4．1 红外光谱

1．4．2 X-射线衍射仪

1．4．3 X-射线能谱仪

1．4．4 场发射扫描电子显微镜

1．5 本论文的研究内容与意义

第二章 Ni／MgAl-LDHs／MFT／AC的超声制备及污水处理研究

2．1 引言

2．2 实验试剂与仪器

2．2．1 实验试剂

2．2．2 实验仪器

2．3 实验部分

2．3．1 螯合树脂／活性炭材料的合成

2．3．2 MgAl-LDHs／MFT／AC材料的制备

2．3．3 Ni／MgAl-LDHs／MFT／AC材料的制备

2．3．4 红外光谱分析

2．3．5 Ni／MgAl-LDHs／MFT／AC的亲水性

2．4 Ni／MgAl-LDHs／MFT／AC的表征

2．4．1 MFT／AC的合成机理

2．4．2 MGT／AC 的红外图

2．4．3 MFT／AC的场发射扫描电镜图

2．4．4 MgAl-LDHs／MFT／AC的X-射线衍射图

2．4．5 MgAl-LDHs／MFT／AC的场发射扫描电镜图

2．4．6 Ni／MgAl-LDHs／MFT／AC的X-射线衍射图

2．4．7 Ni／MgAl-LDHs／MFT／AC的场发射扫描电镜图

2．5 Ni／MgAl-LDHs／MFT／AC材料在有机污水中的应用

2．5．1 准备实验

2．5．2 2，6-二氯苯酚吸附实验研究

2．5．3 2，6-二氯苯酚超声催化降解实验研究

2．5．4 染料超声催化降解实验研究

2．5．5 活性炭复合材料的再生性

2．6 本章小结

第三章 纳米铜／聚苯胺-石墨烯／泡沫铜复合电极的制备及其于水溶液中二氧化硫的还原

3．1 引言

3．2 实验药品与仪器

3．2．1 实验试剂

3．2．2 实验仪器

3．3 实验部分

3．3．1 氧化石墨烯的制备

3．3．2 PANI-GO／Cu电极的制备

3．3．3 Cu／PANI-GO／Cu电极的制备

3．3．4 Cu／PANI-GO／Cu电极的表征

3．4 Cu／PANI-GO／Cu的表征

3．4．1 Cu／PANI-GO／Cu的红外光谱图

3．4．2 Cu／PANI-GO／Cu的X-射线衍射图

3．4．3 Cu／PANI-GO／Cu场发射扫描电镜图

3．5 Cu／PANI-GO／Cu在水溶液中二氧化硫电化学还原的应用

3．5．1 水溶液中二氧化硫电化学还原机理

3．5．2 准备实验

3．5．3 pH值的影响

3．5．4 开路吸附时间的影响

3．5．5 Cu／PANI-GO／Cu电化学还原SO2的催化活性讨论

3．5．6 Cu／PANI-GO／Cu电化学还原SO2产物的检测

3．6 本章小结

第四章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文