鐵酸銅-凹凸棒石納米復(fù)合材料的制備及其在水處理中的應(yīng)用.pdf

1、尖晶石型鐵酸銅(CuFe2O4)具有良好的物理和化學(xué)性質(zhì)，在磁學(xué)、氣敏、吸附和催化等方面均已得到研究與應(yīng)用，并且其制備與應(yīng)用技術(shù)正在不斷的發(fā)展。凹凸棒石(ATP)是一種天然的一維納米材料，因其豐富的儲量及低廉的成本而在水處理、催化等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。由于凹凸棒石的晶體結(jié)構(gòu)以及特殊性能，所以常作為催化劑載體、模板劑、吸附劑以及補(bǔ)強(qiáng)劑等而被廣泛地研究。本論文用化學(xué)共沉淀法以及水熱法成功制備出鐵酸銅/凹凸棒石納米復(fù)合材料，并分別應(yīng)用于弱酸性

2、黃G的吸附、活性紅X-3B的催化降解以及對硝基苯酚的催化還原，并對其潛在的應(yīng)用性能進(jìn)行評價(jià)。具體研究內(nèi)容如下：
　　1.以硝酸銅、硝酸鐵為主要原料，采用化學(xué)共沉淀法制備了鐵酸銅/凹凸棒石（CuFe2O4/ATP）納米復(fù)合材料。通過靜態(tài)吸附法，研究了不同條件下如pH值，吸附時(shí)間，初始濃度，考察了CuFe2O4/ATP納米復(fù)合材料對弱酸性嫩黃G的吸附特性，并對此復(fù)合材料進(jìn)行了TEM，XRD，F(xiàn)TIR和BET等結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明：CuF

3、e2O4較均勻地負(fù)載于ATP的表面，相比于純ATP和CuFe2O4，CuFe2O4/ATP納米復(fù)合材料對弱酸性嫩黃 G具有更優(yōu)異的吸附性能。30 mg的CuFe2O4/ATP吸附劑在200 mL濃度為40 mg/L的弱酸性嫩黃G溶液中，吸附容量可以達(dá)到195.09 mg/g，中性條件更有利于吸附且具有較快的吸附速度，吸附動力學(xué)數(shù)據(jù)符合準(zhǔn)二級動力學(xué)方程，吸附模型符合Langmuir吸附等溫方程。
　　2.將化學(xué)共沉淀法所制備的鐵酸銅

4、/凹凸棒石納米復(fù)合材料應(yīng)用于基于硫酸根自由基的高級氧化技術(shù)的非均相體系中，以 CuFe2O4/ATP納米復(fù)合材料作為催化劑，并用其降解水中的偶氮染料活性紅X-3B，系統(tǒng)考察了催化劑添加量，氧化劑用量，COD去除率和溫度等因素對降解性能的影響以及催化劑循環(huán)穩(wěn)定性測試。結(jié)果表明，在2×10-4 mol/L的活性紅X-3B溶液，0.100 g/L的CuFe2O4/ATP納米復(fù)合材料，0.004 mol/L的氧化劑PMS，室溫，碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH

5、約中性的條件下，活性紅X-3B在12 min內(nèi)能被完全降解。同時(shí)，隨著氧化劑用量的提高，在一定的時(shí)間內(nèi)，COD去除率增加。CuFe2O4/ATP擁有很好的催化活性和循環(huán)穩(wěn)定性。
　　3.以氯化銅、三氯化鐵、乙二醇為主要原料，采用水熱法制備了鐵酸銅/凹凸棒石（CuFe2O4/ATP）納米復(fù)合材料。通過TEM、EDS、XRD、FTIR、BET等對所制備的復(fù)合材料進(jìn)行表征；將制備好的CuFe2O4/ATP納米復(fù)合材料作為催化劑應(yīng)用于硼氫