鐵酸鋅基微馬達(dá)的制備及在水處理中應(yīng)用.pdf_第1頁(yè)
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1、近年來(lái)水污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重,關(guān)于水處理的研究也越來(lái)越受關(guān)注。水處理方法中吸附法和光催化法是比較常用的方法。LDH具有較高的吸附性能并且具有熱穩(wěn)定性強(qiáng)、記憶效應(yīng)和離子交換等優(yōu)點(diǎn),常作為吸附劑,但存在難回收的問(wèn)題。我們將具有超順磁性的鐵酸鋅引入,以它為基礎(chǔ)制備催化劑和吸附劑,并且制備了可以進(jìn)行自主運(yùn)動(dòng)的微馬達(dá),提高其催化和吸附效率。
  本研究主要內(nèi)容包括:⑴通過(guò)溶劑熱法合成了ZnFe2O4,對(duì)試樣的XRD、TG-DSC、SEM、TE

2、M、IR、比表面積和磁性能進(jìn)行研究和表征。研究了ZnFe2O4的對(duì)亞甲基藍(lán)的光-Fenton性能。結(jié)果顯示合成了直徑為0.4-0.8 um的ZnFe2O4空心微球,比表面積為80.3 m2/g,具有超順磁性。對(duì)ZnFe2O4進(jìn)行了亞甲基藍(lán)的光-Fenton催化降解,55min后的降解率為58%,并且光-Fenton反應(yīng)具有較寬的pH范圍和較高的反應(yīng)速率。在ZnFe2O4基礎(chǔ)上合成α-Fe2O3/ZnFe2O4微馬達(dá),對(duì)試樣X(jué)RD、XPS

3、、SEM、TEM、HRTEM、比表面積和磁性能進(jìn)行表征,并研究了α-Fe2O3/ZnFe2O4微馬達(dá)的光-Fenton催化性能。結(jié)果顯示α-Fe2O3/ZnFe2O4微馬達(dá)為花狀微球,具有超順磁性,比表面積為118.7 m2/g。對(duì)α-Fe2O3/ZnFe2O4微馬達(dá)進(jìn)行了亞甲基藍(lán)的光-Fenton催化降解,探討了過(guò)氧化氫添加量對(duì)α-Fe2O3/ZnFe2O4微馬達(dá)光-Fenton的影響。結(jié)果顯示:在過(guò)氧化氫的添加量為10 mmol時(shí)的

4、光-Fenton反應(yīng),對(duì)亞甲基藍(lán)的降解率達(dá)到最高,45分鐘之后的降解率達(dá)98.9%,且具有優(yōu)良的重復(fù)使用性。⑵采用共沉淀的方法制備MgAlIn-CLDH/ZnFe2O4,對(duì)所制備的樣品進(jìn)行XRD、mapping、SEM、TEM和比表面積表征,并研究它們的吸附性能。結(jié)果顯示:厚度約為16nm的MgAlIn-CLDH是納米片生長(zhǎng)在ZnFe2O4微球上的,MgAlIn-CLDH/ZnFe2O4微球的比表面積為94.6 m2/g。MgAlIn-

5、CLDH/ZnFe2O4在對(duì)剛果紅的吸附中符合偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型,隨著煅燒溫度的升高和吸附劑添加量的降低,吸附量增加,在650℃熱處理得到的MgAlIn-CLDH-650/ZnFe2O4在添加量為0.5g L-1具有最高的吸附量160.60 mg g-1,對(duì)剛果紅的吸附機(jī)理包含離子交換、靜電吸附和氫鍵取代。在MgAlIn-LDH/ZnFe2O4上成功負(fù)載Mn2O3,合成MgAlIn-CLDH/ZnFe2O4微馬達(dá),對(duì)所制備

6、的樣品進(jìn)行XRD、SEM、TEM、mapping、比表面積和磁性能表征,結(jié)果顯示:Mn2O3納米顆粒負(fù)載在MgAlIn-CLDH片上,樣品具有超順磁性,比表面積為107.7 m2/g。在1.5%的過(guò)氧化氫濃度下,MgAlIn-CLDH/ZnFe2O4微馬達(dá)的飽和吸附量達(dá)到171.60 mgg-1,且具有優(yōu)良的重復(fù)使用性。隨著過(guò)氧化氫濃度和pH值的增加,微馬達(dá)的速度增加。過(guò)氧化氫濃度為1.5%時(shí),pH為11時(shí),MgAlIn-CLDH/Zn

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