碳基磁性納米材料的制備、表征及Photo-Fenton催化效能的研究.pdf

1、在科學技術突飛猛進的今天，工業(yè)的快速發(fā)展所產生的環(huán)境問題日益嚴重。例如，紡織、印刷、皮革產品的生產需要用到大量的染料，部分染料會在生產的過程中混入廢液中并排放出去。這些染料很難去除，并且因毒性和致癌性而嚴重威脅人類和動物的生命健康。以均相Fenton反應為代表的傳統(tǒng)廢水治理辦法存在著催化劑難分離，能耗大等缺點。在此基礎上發(fā)展起來的Fe3O4作催化劑的非均相Fenton氧化雖利用Fe3O4優(yōu)異的磁性能很好的解決了分離難、二次污染等問題，但

2、因材料的單一性，依然存在催化效率低、適用pH范圍窄等弊端。同時，污水中存在的大量細菌病毒等微生物可成為各類疾病的傳播媒介，這一問題在傳統(tǒng)的水處理方法中并未得到妥善解決。研究發(fā)現(xiàn)，以碳基磁性納米抑菌材料為催化劑的非均相Photo-Fenton反應不但能高效剔除廢液中的有機染料不造成二次污染，而且低能耗適用pH范圍廣，同時也能抑制水中各類細菌的生長，有著良好的應用前景和極高的應用價值。此外，催化劑使用中所產生的環(huán)境問題雖已得到有效解決，但催

3、化劑合成過程中因有毒試劑的使用而帶來的環(huán)境污染仍不容忽視。本實驗選擇了一種環(huán)境友好的方法，以生物大分子海藻酸鈉為還原劑，水為溶劑成功制備出多種磁性碳基納米抑菌材料，這些材料不但具有良好的抗菌作用，而且能夠在光催化環(huán)境下高效地降解污染物。這也非常符合綠色化學中從源頭避免污染的核心理念。本文由四個部分構成，各部分內容為:
　　第一部分:緒論
　　梳理、總結綠色合成納米材料的研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景，重點介紹了生物合成及綠色工藝。

4、>　　第二部分:設計了一個綠色的一步合成方法，以水為溶劑，生物分子海藻酸鈉為還原劑，成功制備了平均粒徑為7 nm的Fe3O4納米顆粒并將其均勻的負載在了石墨烯(RGO)上，此方法未見文獻報道。所得RGO/Fe3O4通過X-射線粉末衍射(XRD)、多功能震動樣品磁強計(VSM)、紅外光譜(FT-IR)、氮氣吸附儀(BET)、場發(fā)射掃描電鏡測試(FESEM)等一系列表征手段進行測試，并且研究了其在Photo-Fe玎ton體系中的催化性能。<

5、br>　　第三部分:采用水熱法，以海藻酸鈉做還原劑，水為溶劑，制備了RGO/Fe3O4/Ag，通過XRD、VSM、FT-IR、FESEM等一系列表征手段進行測試，此外該材料在抗菌實驗中表現(xiàn)出良好的抗菌性能，在Photo-Fenton體系中也表現(xiàn)出良好的催化性能。
　　第四部分:采用水熱法，以海藻酸鈉為還原劑，成功合成了Fe3O4/Ag復合納米顆粒并將其負載在多壁碳納米管(MWCNTs)上。通過XRD、VSM、FT-IR、FESEM