纳米铁/粘土杂化材料的制备与表征

摘要

零价铁是一种廉价却简单有效的脱氯剂，与一般的铁颗粒相比，纳米零价铁由于其超微粒径和巨大的表面积，能更有效的转化多种环境污染物，反应活性更大。但是因为纳米铁易氧化、易团聚，限制了它的广泛利用。本文以粘土材料作为载体，达到提高纳米铁稳定性，进而拓宽其应用范围的目的。 论文以钠基蒙脱土为原料，确定了利用离子交换法合成了纳米铁/粘土杂化材料的具体制备方法和操作条件。通过X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）等分析检测手段，表征了杂化材料的微观结构、晶粒度等特征，并通过邻氯苯酚降解实验考查纳米铁/粘土杂化材料的降解性能。 结果表明，在制备材料的过程中，离子交换时的浸泡时间、浸泡比例均有导致材料存在最佳性能的最佳值。离子交换过程中，浸泡比例为2.50mmol/g，交换3d效果最好。 通过XRD和TEM检测可知，制得材料中所含铁为单质铁，在40-60nm之间，外形以球形为主，均匀地负载于粘土上。材料较为稳定，无需特殊保存即可稳定存放，无明显氧化现象。在相同工艺条件下，纳米铁/粘土杂化材料对邻氯苯酚的去除能力与纳米铁相近，去除率高达98．4%，且放置30d后，其降解率为96．7%，降解效率无明显降低。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 绪论

1.1氯代有机物的性质、危害及降解方法

1.1.1几种氯代烃的用途、性质及危害

1.1.2几种氯苯酚的用途、性质及危害

1.1.3降解氯代有机物的方法

1.2纳米零价铁在污水处理中的作用及制备方法

1.2.1纳米零价铁降解氯代有机物的机理

1.2.2纳米零价铁的制备

1.2.3纳米零价铁应用于污水处理的局限

1.3粘土矿物在污水处理中的应用

1.4纳米杂化材料的应用及制备方法

1.4.1纳米杂化材料的应用

1.4.2纳米杂化材料的制备方法

1.5本课题的研究意义及内容

1.5.1研究意义

1.5.2研究内容

第二章 实验部分

2.1实验仪器与试剂

2.1.1实验仪器

2.1.2实验试剂

2.2分析方法

2.2.1电导法测定粘土阳离子交换容量(CEC)

2.2.2邻菲哕啉分光光度法测铁含量

2.2.3分光光度法测邻氯苯酚浓度

2.2.4透射电子显微镜

2.2.5 X射线衍射

2.3纳米铁/粘土杂化材料的制备方法

2.3.1溶液共混法

2.3.2离子交换法

2.4离子交换法制各过程中工艺因素的确定

2.4.1粘土的选择

2.4.2浸泡时间

2.4.3浸泡比例

2.5材料对邻氯苯酚的降解性能

第三章 实验结果分析与讨论

3.1离子交换法制备纳米铁/粘土杂化材料工艺条件的确定

3.1.1载体的选择

3.1.2浸泡时间

3.1.3浸泡比例

3.2材料的性能与表征

3.2.1材料的降解性能

3.2.2材料组分分析

3.2.3材料颗粒度分析

3.2.4材料颗稳定性分析

第四章 结论

参考文献

致谢

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