Ni或Fe3O4擔(dān)載的磁性介孔碳的合成及吸附性能研究.pdf

1、環(huán)境問(wèn)題尤其是水污染問(wèn)題已經(jīng)愈發(fā)嚴(yán)重。特別是污水中含有的各類(lèi)有機(jī)物、染料、重金屬離子等,已嚴(yán)重影響了人類(lèi)的健康。高效而經(jīng)濟(jì)的方法去除水中污染物的技術(shù)亟需拓展。吸附技術(shù)由于其具有簡(jiǎn)易操作、性能高效、吸附劑多樣等優(yōu)點(diǎn)而在近年被廣泛地應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域?；钚蕴渴亲顬槌Ｓ玫膬羲畡?其具有較大的比表面積和豐富的微孔。但活性炭材料在進(jìn)行大分子吸附時(shí)吸附量有限,此外,活性炭顆粒細(xì)微,在吸附完成后高度分散于水體中難以回收,從而造成了二次污染以及吸附劑使

2、用成本的增加?；谶@些考慮,磁性介孔材料是更為優(yōu)越的吸附劑。磁性介孔材料具有有序的孔道、可調(diào)控的孔徑,不僅對(duì)各類(lèi)染料和金屬離子具有高效的吸附性能,同時(shí),磁性粒子的添加使其在吸附完成后可以通過(guò)外磁場(chǎng)作用簡(jiǎn)易地分離。但是,目前合成大比表面積的磁性介孔材料仍具有挑戰(zhàn)。此外,現(xiàn)有的合成方法步驟繁瑣、產(chǎn)量較低。鑒于此,本文分別采用“溶膠-凝膠”法及硬模板納米澆鑄法制備了具有大比表面積和高飽和磁化率的磁性介孔碳材料。
　　本論文包括兩部分:<

3、br>　　第一部分介紹了溶膠-凝膠法制備金屬鎳擔(dān)載磁性介孔碳(Ni/mC)材料的方法及其吸附性能的研究。采用葡萄糖、硝酸鎳、嵌段共聚物P123及正硅酸四乙酯分別為碳源、催化劑及磁性源、模板劑及致孔劑。制得的磁性介孔碳材料具有高度的石墨化程度,大的孔徑(3.9nm)、大的孔容(0.69cm3g-1)及較大的比表面積(790m2g-1)。由于金屬鎳單質(zhì)的團(tuán)聚成簇而減小了納米尺寸效應(yīng),從而其磁飽和強(qiáng)度達(dá)到了6.82emug-1。制得的磁性介孔

4、碳材料對(duì)羅丹明B等染料及Cr(Ⅵ)離子具有高效的吸附性能。本章中,另外采用相同方法制備了不含金屬鎳的介孔碳材料,及通過(guò)采用SBA-15為硬模板的方法制備了金屬鎳擔(dān)載的磁性介孔碳材料,并對(duì)這幾種吸附劑的結(jié)構(gòu)特征和吸附性能做了對(duì)比。
　　第二部分采用酸性條件將核殼結(jié)構(gòu)的Fe3O4@nSiO2材料擔(dān)載于SBA-15型介孔SiO2中,所得的磁性介孔二氧化硅材料的比表面積為847m2g-1,孔容為0.9cm3g-1,磁飽和強(qiáng)度達(dá)到8.52e