磁性載鈷有序介孔碳的制備及其去除水體羅丹明b的研究

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1、學(xué)校代號(hào)10532學(xué)號(hào)S12031024分類號(hào)密級(jí)碩士學(xué)位論文磁性載鈷有序介孔碳的制備及其去除水體羅丹明B的研究學(xué)位申請(qǐng)人姓名：蔡葉培養(yǎng)單位：環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院導(dǎo)師姓名及職稱：湯琳教授學(xué)科專業(yè)：環(huán)境科學(xué)與工程研究方向：水污染控制工程論文提交日期：2015年5月20日學(xué)校代號(hào)：10532學(xué)號(hào)：S12031024密級(jí)：湖南大學(xué)碩士學(xué)位論文磁性載鈷有序介孔碳的制備及其去除水體羅丹明B的研究學(xué)位申請(qǐng)人姓名：蔡葉導(dǎo)師姓名及職稱：湯琳教授培養(yǎng)單位：環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)名稱：環(huán)境科學(xué)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(huì)主席：李忠武教授Prepara

2、tionofmagneticordermesoporouscarbonwithcobaltnanoparticleanditsapplicationinremovalofRhodamineBbyCAIYeB.E.(HunanUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinEnvironmentalScienceandEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySuperviso

3、rProfessorTANGLinMay,2015湖南大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所。取得的研究成果除了文中特別加Ｗ標(biāo)法引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均己在文中ｔ＾ｉ？明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。（作者簽名；日期：＞脾月化日容、叫學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借

4、閱。本人授權(quán)湖南大學(xué)可｜＾將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有夫數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于１、保密□，在年解密后適用本授權(quán)書。２、不保密（／。＂＂（請(qǐng)?jiān)冢郏奚舷鄳?yīng)方框內(nèi)打Ｖ）：作者簽名；藻巧日期年巧導(dǎo)師簽名；日期：ｗｒ年《月片日Ｉ磁性載鈷有序介孔碳的制備及其去除水體羅丹明B的研究摘要本課題針對(duì)目前日益嚴(yán)重的水環(huán)境污染現(xiàn)象，利用介孔碳的大比表面積和特定孔徑等特性以及磁性納米粒子在固液分離方面的優(yōu)勢，制備出負(fù)載鈷納米粒子的磁性有序介孔碳復(fù)合材料，用于高效去除水體染料羅丹明B，從而改善水環(huán)境

5、。本研究主要圍繞磁性載鈷有序介孔碳的制備及其在染料廢水中的應(yīng)用而展開的，并深入研究了吸附劑去除羅丹明B的吸附機(jī)理，同時(shí)探討了它在工業(yè)廢水處理方面實(shí)際應(yīng)用的潛在價(jià)值。本文利用后浸漬法制備出磁性載鈷有序介孔碳(Co/OMC)。具體地，采用傳統(tǒng)水熱合成法制備出有序介孔硅SBA-15，后以其為模板，蔗糖為碳源，在強(qiáng)酸條件下途經(jīng)熱聚合、高溫炭化形成有序介孔碳(OMC)，再以O(shè)MC為基體，硝酸鈷為金屬源，利用浸漬、熱聚合手段將Co納米粒子負(fù)載在OMC上，從而形成磁性載鈷有序介孔碳(Co/OMC)。其SEM和TEM電鏡圖證實(shí)有序介孔碳呈棒狀結(jié)構(gòu)，介孔碳條紋排列整齊、均一有序，同時(shí)表面均勻分布著黑色

6、Co納米粒子。在負(fù)載鈷納米粒子以后，Co/OMC的孔徑尺寸集中在4.3nm左右，其比表面積降至2955.3m/g，且介孔碳表面石墨化程度加劇，飽和磁強(qiáng)值為2.9emu/g。在探討吸附參數(shù)影響Co/OMC對(duì)羅丹明B去除實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，負(fù)載Co納米粒子后的OMC具有更大的吸附容量，在初始羅丹明B濃度為200mg/L時(shí)，吸附劑的平衡吸附量為468mg/g，且其吸附速率比較快，對(duì)初始濃度為100mg/L的羅丹明B，在前25min左右，吸附效率能達(dá)到96%。此外，Co/OMC的吸附容量隨著溶液pH值、吸附劑量和初始羅丹明B濃度的增加而增加。動(dòng)力學(xué)研究證實(shí)準(zhǔn)二階動(dòng)力學(xué)模型能夠很好的擬合Co/OMC對(duì)

7、羅丹明B的吸附，表明該吸附是一個(gè)化學(xué)速率控制過程，且還發(fā)現(xiàn)該吸附過程具有兩段式內(nèi)擴(kuò)散吸附趨勢，說明羅丹明B的去除是一個(gè)受孔徑和比表面積影響的吸附。熱力學(xué)研究證實(shí)該吸附過程是一個(gè)自發(fā)、吸熱的形式，且在反應(yīng)過程中，固液混亂度增加。吸附等溫線研究發(fā)現(xiàn)Langmuir吸附模型能很好的擬合羅丹明B的去除過程，這表明在其去除過程中，在Co/OMC表面形成了單分子層結(jié)構(gòu)，Co/OMC表面的各個(gè)吸附位點(diǎn)的位能大小相等。同時(shí)，吸附劑的再生實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Co/OMC具有很好的穩(wěn)定性