磁性介孔碳復合材料的合成及其在水體污染修復中的應用

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1、學校代號10532學號S12031073分類號密級碩士學位論文磁性介孔碳復合材料的合成及其在水體污染修復中的應用學位申請人姓名：楊貴德培養(yǎng)單位：環(huán)境科學與工程學院導師姓名及職稱：湯琳教授曾光明教授學科專業(yè)：環(huán)境科學與工程研究方向：水環(huán)境污染與修復論文提交日期：2015年5月20日學校代號：10532學號：S12031073密級：湖南大學碩士學位論文磁性介孔碳復合材料的合成及其在水體污染修復中的應用學位申請人姓名：楊貴德導師姓名及職稱：湯琳教授曾光明教授培養(yǎng)單位：環(huán)境科學與工程學院專業(yè)名稱：環(huán)境科學與工程論文提交日期：2015年5月20日論文答辯日期：2015年6月10日答辯委員會主席

2、：李小明教授SynthesisofmagneticmesoporouscarbonanditsapplicationinremediationofwaterpollutionbyYANGGuideB.E.(HunanUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinEnvironmentalScienceandEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorPro

3、fessorTANGLinProfessorZENGGuangmingMay,2015湖南大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄉(xiāng)重聲明：所皇交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中Ｗ明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。、作者簽名：移責?。壢掌冢杭澳辏对拢娜眨崳妼W位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部口或機構(gòu)送交論文的復印

4、件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湖南大學可１＾＾將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可Ｗ采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。、本學位論文屬于１、保密□。，在年解密后適用本授權(quán)書２、不保密口＂＂（請在上相應方框內(nèi)打Ｖ）作者簽名；日期：＞〇／玄年月／＜）日導師簽名：日期：７０皆年＾月辟日％磁性介孔碳復合材料的合成及其在水體污染修復中的應用摘要本研究圍繞介孔碳復合材料處理水體重金屬和有機污染物而進行。具體是基于介孔碳優(yōu)秀的吸附能力和磁性納米粒子突出的磁性分離能力而制備出一系列磁性介孔碳復合材料，

5、后用于處理水體重金屬和有機污染物。論文主要圍繞磁性載鐵介孔碳吸附還原水體Cr(VI)、氮雜化磁性介孔碳同時吸附去除Pb(II)和苯酚污染物以及聚苯胺化的磁性介孔碳修復含Cr(VI)廢水三個研究方向而開展，同時也深入探討了磁性介孔碳復合材料處理水體污染物的機理。論文第二章首先利用傳統(tǒng)水熱合成法制備出介孔硅SBA-15模板，后結(jié)合硬模板法和納米共澆鑄技術(shù)制備出磁性載鐵有序介孔碳(Fe/CMK-3)，并應用于去除水體中Cr(VI)。隨后利用SEM、TEM和N2吸脫附技術(shù)研究了該材料的形貌、結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)。在Cr(VI)處理研究中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e/CMK-3對污染物具有高效的去除能力，并且去除能力

6、受溶液pH影響不大，其最佳吸附條件為pH5.0；動力學研究表明與偽一階動力學模型相比，偽二階動力學能更好地擬合吸附數(shù)據(jù)；同時，基于Langmuir等溫吸附模型吸附劑對Cr(VI)的最大吸附量為256.84mg/g；多元陰2-3-離子(SO4和PO4)由于具有和Cr(VI)相似的結(jié)構(gòu)，將輕微抑制吸附劑對Cr(VI)的去除；此外，F(xiàn)e/CMK-3具有很好的再生能力，在七次吸脫附循環(huán)后對Cr(VI)的去除能力仍能達到70%左右。在研究該材料與Cr(VI)的反應機理時發(fā)現(xiàn)，在吸附后的Fe/CMK-3表面存在Cr(III)，表明Fe/CMK-3對Cr(VI)的去除是一個吸附還原協(xié)同作用的過程。

7、基于以上分析可知，本研究制備的Fe/CMK-3能高效去除水體Cr(VI)，這為含鉻廢水的處理提供了一個好的選擇。論文第三章是以磁性有序介孔碳為載體，苯胺為氮源，在高溫、惰性氣體條件下制備出一種新型的氮雜化磁性介孔碳(N-Fe/OMC)，相應的表征手段發(fā)現(xiàn)，磁性成分主要是γ-Fe2O3、Fe3O4和α-Fe納米粒子，其大小為14nm左右，同時該介孔碳復合材料表面石墨化加劇，其酸堿穩(wěn)定性和分散性能都得到明顯提高。相比未經(jīng)改性的介孔碳和磁性介孔碳，N-Fe/OM