基于納米鐵酸鹽材料去除染料、重金屬和有機(jī)污染物及點(diǎn)位能量分布的研究.pdf

1、隨著工業(yè)革命的發(fā)展，現(xiàn)代化進(jìn)程的快速推進(jìn)，我國(guó)面臨著十分嚴(yán)峻的水污染問(wèn)題，特別是染料廢水、重金屬?gòu)U水以及有機(jī)污染物廢水。本文以鐵酸鹽納米材料為基礎(chǔ)，通過(guò)研究以剛果紅和羅丹明 B為目標(biāo)污染物的染料廢水；鉛作為目標(biāo)污染物的重金屬?gòu)U水；硝基苯酚、阿特拉津、卡馬西平、雙酚A和諾氟沙星作為目標(biāo)污染物的有機(jī)污染物廢水，希望能在一定程度上擴(kuò)展鐵酸鹽納米材料在吸附處理水體污染物的應(yīng)用，并且在對(duì)有機(jī)污染物的吸附的基礎(chǔ)上，研究了金屬氧化物納米材料的點(diǎn)位能量

2、分布情況，為拓展點(diǎn)位能量分布的研究打下基礎(chǔ)。本文的主要研究?jī)?nèi)容有：
　　1、本文采用簡(jiǎn)易方法制備高純度BiFeO3納米材料，并通過(guò)一些表征手段如XRD、SEM、BET、紫外漫反射等對(duì)合成的材料進(jìn)行表征。以剛果紅和羅丹明B作為目標(biāo)污染物，研究BiFeO3的吸附和光催化性能，研究結(jié)果表明：BiFeO3對(duì)剛果紅和羅丹明B的吸附符合Langmuir等溫吸附模型和偽二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型；其對(duì)剛果紅最大吸附量為24.27 mg g-1，而對(duì)羅丹

3、明B的最大吸附量?jī)H為7.96 mg g-1，吸附速率分別為0.0243和0.0406 g mg-1 min-1；說(shuō)明BiFeO3對(duì)剛果紅的吸附性能明顯優(yōu)于其對(duì)羅丹明B的吸附性能。同時(shí)研究在可見(jiàn)光照射下BiFeO3對(duì)剛果紅和羅丹明的光催化性能，其結(jié)果表明BiFeO3對(duì)剛果紅光降解的去除率是其對(duì)羅丹明B的兩倍多。通過(guò)BiFeO3對(duì)剛果紅和羅丹明B吸附和光催化協(xié)同作用的研究，可知在整個(gè)降解過(guò)程中，BiFeO3對(duì)剛果紅的去除率明顯高于羅丹明B，

4、經(jīng)過(guò)4h后，BiFeO3基本上將剛果紅降解完全，而對(duì)羅丹明B的降解僅僅只有30％。
　　2、本文以FeIII修飾MOF-5的金屬-有機(jī)框架作為前驅(qū)體和犧牲模板合成的納米多孔吸附劑ZnO/ZnFe2O4/C，并且借助XRD、SEM、TEM、VSM、BET等對(duì)合成的材料進(jìn)行表征。通過(guò)對(duì)Pb(II)的吸附試驗(yàn)來(lái)研究ZnO/ZnFe2O4/C的吸附性能，主要實(shí)驗(yàn)包括pH的影響、吸附等溫線和吸附動(dòng)力學(xué)。研究結(jié)果表明：ZnO/ZnFe2O4/

5、C吸附Pb(II)分別符合Langmuir等溫吸附模型和偽二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型。這種由MOF衍生的吸附劑表現(xiàn)出高效的吸附性能，對(duì)Pb(II)的最大吸附量達(dá)到344.83 mg g-1。粉末X射線衍射和高分辨的X射線光電子能譜結(jié)果表明：Pb(II)取代了氧化鋅納米晶體中很大一部分的Zn(II)；透射電鏡觀察到吸附Pb(II)后的晶體的平均粒徑顯著降低，并且外層存在缺陷，這也證明了Pb(II)離子對(duì)氧化鋅晶體具有明顯的影響；通過(guò)定量測(cè)量，釋放

6、出的Zn(II)離子與被吸附的Pb(II)離子呈近線性關(guān)系(R2=0.977)，于是提出鉛離子與鋅離子在吸附過(guò)程中發(fā)生離子交換的吸附機(jī)理，而將高濃度高毒性的重金屬鉛轉(zhuǎn)化成低濃度低毒性的鋅，這為處理毒性大的重金屬?gòu)U水提供了一條新的途徑。此外，吸附Pb(II)離子后，吸附劑仍表現(xiàn)出強(qiáng)磁性，可以通過(guò)外部的磁鐵將它從水溶液中分離出來(lái)。
　　3、以FeIII修飾MOF-5作為犧牲模板合成的金屬氧化物納米材料ZnO/ZnFe2O4/C，并使用

7、XRD、SEM、TEM、EDS等手段進(jìn)行表征。通過(guò)選用阿特拉津、卡馬西平、雙酚A、諾氟沙星和對(duì)硝基苯酚作為目標(biāo)污染物研究合成的ZnO/ZnFe2O4/C吸附性能，結(jié)果表明ZnO/ZnFe2O4/C吸附阿特拉津、卡馬西平、雙酚A、諾氟沙星和對(duì)硝基苯酚的最大吸附量的排序?yàn)閷?duì)硝基苯酚>諾氟沙星>雙酚A>卡馬西平>阿特拉津，所有的等溫線擬合與Freundlich模型相比更符合Dubinin-Ashtakhov等溫吸附模型。之后在Dubinin-