基于層狀α-磷酸鋯納米結(jié)構(gòu)材料對(duì)環(huán)境微污染物吸附、檢測(cè)的應(yīng)用研究.pdf

1、層狀的α-磷酸鋯(ZrP)因其層板穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)與活性位點(diǎn)易于設(shè)計(jì)等特性及潛在的應(yīng)用價(jià)值受到了人們的普遍關(guān)注。傳統(tǒng)認(rèn)為α-ZrP導(dǎo)電性能較差，一直未被用于電化學(xué)檢測(cè)研究。α-ZrP剝層處理后，可以充分暴露層板間的活性基團(tuán)，大大提高了ZrP的反應(yīng)活性;同時(shí)，薄層ZrP具有離子交換性能，對(duì)金屬離子具有較強(qiáng)的吸附性能，尤其對(duì)Pb2+表現(xiàn)出了優(yōu)異的選擇性。在DFT理論計(jì)算的輔助下，將非導(dǎo)電的薄層ZrP用作電極修飾材料進(jìn)行金屬離子的電化學(xué)檢測(cè)時(shí)，有助

2、于探討修飾材料的吸附性能與電化學(xué)響應(yīng)的關(guān)系，可以揭示修飾材料增強(qiáng)電化學(xué)響應(yīng)的本質(zhì)。
　　 此外，α-ZrP結(jié)構(gòu)中的-OH易與有機(jī)胺絡(luò)合，而聚苯胺(PANI)納米結(jié)構(gòu)具有豐富的功能基團(tuán)，將α-ZrP與PANI復(fù)合時(shí)可保留甚至增強(qiáng)兩種材料的特點(diǎn)。此無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合材料在處理水中有機(jī)污染物時(shí)能充分發(fā)揮兩種材料的協(xié)同作用，增強(qiáng)對(duì)有機(jī)污染物的吸附能力。
　　 本論文研究了ZrP類材料（PANI/α-ZrP復(fù)合材料、剝離后單層ZrP、

3、多層α-ZrP）用于去除水中陰離子類有機(jī)染料以及科學(xué)的揭示電極修飾材料與增強(qiáng)響應(yīng)信號(hào)之間的相關(guān)性，主要包括以下內(nèi)容:
　　 第一章綜述了α-ZrP層狀材料的發(fā)展歷史、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及應(yīng)用研究等;同時(shí)介紹了水中有機(jī)染料及重金屬的危害及處理辦法;闡述了本論文的選題思路和研究?jī)?nèi)容。
　　 第二章具體研究了PANI/α-ZrP復(fù)合材料對(duì)水中有機(jī)染料的去除，包括不同吸附性能的復(fù)合材料的制備、表征;該復(fù)合材料對(duì)多種有機(jī)染料，如甲基橙、亞

4、甲基藍(lán)、剛果紅等吸附去除過(guò)程中pH的影響，吸附動(dòng)力學(xué)和吸附熱力學(xué)過(guò)程。結(jié)果表明，該有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合材料對(duì)有機(jī)染料污染物表現(xiàn)出了較強(qiáng)的吸附性能。
　　 第三章論述了在DFT理論計(jì)算的輔助下，ZrP修飾電極對(duì)水中金屬離子Pb2+的選擇性檢測(cè)，研究了電極修飾材料的選擇性吸附性能與電極選擇性響應(yīng)信號(hào)之間的關(guān)聯(lián)性;同時(shí)，考察了多層ZrP與單層ZrP修飾電極對(duì)Pb2+的響應(yīng)，進(jìn)一步研究了修飾材料的吸-脫附性能與電極響應(yīng)信號(hào)之間的關(guān)聯(lián)性。