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(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的今天，工業(yè)的快速發(fā)展所產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重。例如，紡織、印刷、皮革產(chǎn)品的生產(chǎn)需要用到大量的染料，部分染料會(huì)在生產(chǎn)的過(guò)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(yán)重威脅人類(lèi)和動(dòng)物的生命健康。以均相Fenton反應(yīng)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(diǎn)。在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)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(wèn)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(shí)，污水中存在的大量細(xì)菌病毒等微生物可成為各類(lèi)疾病的傳播媒介，這一問(wèn)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(yīng)不但能高效剔除廢液中的有機(jī)染料不造成二次污染，而且低能耗適用pH范圍廣，同時(shí)也能抑制水中各類(lèi)細(xì)菌的生長(zhǎng)，有著良好的應(yīng)用前景和極高的應(yīng)用價(jià)值。此外，催化劑使用中所產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題雖已得到有效解決，但催

3、化劑合成過(guò)程中因有毒試劑的使用而帶來(lái)的環(huán)境污染仍不容忽視。本實(shí)驗(yàn)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(xué)中從源頭避免污染的核心理念。本文由四個(gè)部分構(gòu)成，各部分內(nèi)容為:
　　第一部分:緒論
　　梳理、總結(jié)綠色合成納米材料的研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景，重點(diǎn)介紹了生物合成及綠色工藝。

4、>　　第二部分:設(shè)計(jì)了一個(gè)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(fù)載在了石墨烯(RGO)上，此方法未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。所得RGO/Fe3O4通過(guò)X-射線粉末衍射(XRD)、多功能震動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)、紅外光譜(FT-IR)、氮?dú)馕絻x(BET)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡測(cè)試(FESEM)等一系列表征手段進(jìn)行測(cè)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(guò)XRD、VSM、FT-IR、FESEM等一系列表征手段進(jìn)行測(cè)試，此外該材料在抗菌實(shí)驗(yàn)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(fù)合納米顆粒并將其負(fù)載在多壁碳納米管(MWCNTs)上。通過(guò)XRD、VSM、FT-IR、FESEM