碳納米管負(fù)載納米氧化鐵的研究.pdf

1、碳納米管具有獨特的結(jié)構(gòu)、很大的比表面積，而且具有很高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)惰性，因此它被認(rèn)為是一種良好的載體。本文研究了在碳納米管上負(fù)載氧化鐵的沉積方法及其影響因素，同時對其吸附Pb2+離子的性能進(jìn)行了研究。 本文主要在以下幾個方面進(jìn)行了研究： 1.對碳納米管進(jìn)行不同改性處理對其負(fù)載氧化鐵的影響： 在本文中，采用液相化學(xué)沉積法制備了碳納米管負(fù)載的氧化鐵。首先用濃HCl、濃HNO3和濃HNO3/H2SO4(混酸)三種酸對

2、碳納米管進(jìn)行改性處理，對樣品進(jìn)行了TEM形貌觀察和FTIR光譜分析，F(xiàn)TIR分析表明濃HCl處理后不能在碳納米管表面引入官能團(tuán)。而濃HNO3能在碳納米管表面引入-OH和-C=O。濃HNO3/H2SO4能在碳納米管表面引入大量的-OH、-C=O、COOH。制備了以上三種碳納米管負(fù)載的Fe2O3，TEM分析表明，負(fù)載效果：混酸＞濃HNO3＞濃HCl。對經(jīng)混酸處理后的碳納米管所負(fù)載的Fe2O3進(jìn)行了XRD分析，證明所負(fù)載的Fe2O3是α-Fe

3、2O3。機理分析表明碳納米管上的含氧基團(tuán)能增強其在水溶液中的分散性，同時能增強其對Fe3+吸附和離子交換能力，使吸附在碳納米管表面的Fe3+成為結(jié)晶成核中心，調(diào)節(jié)溶液pH值后，使Fe2O3沉積在碳納米管表面。 2.聚乙烯醇對碳納米管負(fù)載氧化鐵影響的研究 在本文中，用TEM觀察添加聚乙烯醇作為表面活性劑可以實現(xiàn)碳納米管對Fe2O3的有效負(fù)載。未添加聚乙烯醇兩者出現(xiàn)物相分離。對聚乙烯醇在負(fù)載過程中的作用進(jìn)行了分析：聚乙烯醇均

4、勻吸附在碳納米管表面，增強碳納米管在水溶液中的分散，其疏水基團(tuán)與碳納米管以范德華力結(jié)合，其親水基團(tuán)與Fe2O3·nH2O結(jié)合，對碳納米管有效負(fù)載Fe2O3起到了橋梁作用。在樣品煅燒過程中，聚乙烯醇熔融后均勻的包裹在碳納米管表面，進(jìn)一步阻止了兩者在煅燒過程中的物相分離。用XRD、TG-DTG、TEM、M(o)ssbauer譜對樣品進(jìn)行了分析。 3.碳納米管/氧化鐵復(fù)合材料吸附水溶液中鉛離子的研究 在本文中，采用尿素均勻沉淀