納米SiO2負(fù)載聚吡咯和納米SiO2負(fù)載銅摻雜聚吡咯材料的制備及其氧化對苯二酚的研究.pdf

1、酚類化合物主要來源于紡織業(yè)等工業(yè)廢水的排放，它不但會污染環(huán)境，還會影響人類的身體健康，具有致癌、致畸、致突變，影響生物的遺傳功能的危害。目前，主要用物理法、生化法和化學(xué)法來處理含酚廢水?；瘜W(xué)法中的催化氧化法具有降解快速、去除率高、氧化能力強(qiáng)、操作簡單、工藝較成熟等優(yōu)勢，相較于物理法和生化法，化學(xué)法應(yīng)用范圍較廣。Fenton試劑氧化法因簡單、降解能力強(qiáng)等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，但是鐵離子易流失，造成二次污染，而且重復(fù)利用率不高。聚吡咯(PPy)

2、是一種共軛的、導(dǎo)電的高分子功能材料，合成方法簡單，具有高電導(dǎo)率、高穩(wěn)定性、無毒、可逆的氧化還原性等優(yōu)點(diǎn)。但聚吡咯密度小，不溶于水且難溶于一般的有機(jī)溶劑，機(jī)械性能差，這極大地限制了它的加工及應(yīng)用。為了發(fā)揮聚吡咯的特殊性質(zhì)，同時(shí)克服它的缺點(diǎn)，我們采用化學(xué)氧化法制備聚吡咯，并將其負(fù)載在生物相容性好的納米二氧化硅(nSiO2)上，制備聚吡咯/納米SiO2和銅摻雜聚吡咯/納米SiO2復(fù)合材料，并將其應(yīng)用于對苯二酚(HQ)的氧化降解。主要研究內(nèi)容如

3、下:
　　(1)簡單介紹了酚類化合物及其危害;詳細(xì)介紹了目前含酚廢水的處理方法及其優(yōu)勢和局限性，主要包括物理法、生化法和化學(xué)法等，以及聚吡咯的合成方法及研究進(jìn)展，并闡述了本文的選題意義和研究內(nèi)容。
　　(2)采用化學(xué)氧化法制備納米SiO2負(fù)載聚吡咯(PPy/nSiO2)材料，通過SEM、FT-IR、XRD及XPS等手段對PPy/nSiO2進(jìn)行表征，并將PPy/nSiO2應(yīng)用于對苯二酚(HQ)的氧化降解實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，PPy負(fù)

4、載于大部分nSiO2表面并均勻地分散在nSiO2中，克服了PPy密度小易懸浮液面，不能與反應(yīng)物完全接觸的缺陷，且增大了PPy的比表面，提高了PPy與HQ的反應(yīng)活性;PPy/nSiO2對HQ的可能降解機(jī)理是PPy/nSiO2中聚吡咯的活性中間體(HPPy)作為與HQ反應(yīng)，起了氧化劑和催化劑的雙重作用。反應(yīng)時(shí)間120 min內(nèi)，HQ的降解過程符合表觀一級反應(yīng)動力學(xué)。
　　(3)用硝酸銅溶液摻雜PPy/nSiO2得到Cu2+-PPy/n

5、SiO2，通過SEM、FT-IR、XRD及XPS對復(fù)合材料的形貌及結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。利用紫外光譜法研究了室溫下Cu2+-PPy/nSiO2復(fù)合材料氧化對苯二酚的性能，探討了體系酸度、對苯二酚的初始濃度等因素的影響。
　　(4)以過氧化氫為氧化劑，利用紫外光譜法研究了Cu2+-PPy/nSiO2復(fù)合材料催化氧化對苯二酚的性能，探討了體系酸度、對苯二酚的初始濃度、過氧化氫濃度、復(fù)合材料用量等因素的影響，并對其催化氧化降解機(jī)理進(jìn)行討論。