含铁复合材料的合成及环境净化性能研究

来源 :鲁东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangtaozheng
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本论文合成了两种不同类型的含铁复合材料,并应用于环境净化领域,研究了其对水中无机污染物砷(As(III))和有机污染物甲基橙(MO)的去除性能。(1)先以二聚氰胺为主要原料,经高温焙烧制备出介孔石墨相氮化碳(g-C3N4),再通过共沉淀法合成出α-Fe2O3/g-C3N4复合材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、高倍透射电镜(HRTEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、比表面积(BET)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对合成的α-Fe2O3/g-C3N4做了一系列系统的表征,并研究了材料的光催化氧化-吸附(PCOA)协同除砷(As(III))性能。结果表明:α-Fe2O3与g-C3N4两个半导体材料之间异质结(HJ)的构筑能改善材料的光催化性能,将As(III)氧化成更容易被去除的As(V),并借助于α-Fe2O3对As(V)的优异吸附性能,实现As(III)的光催化氧化(PCO)与吸附的协同进行;复合材料中α-Fe2O3负载量达到20%时,水中的As(III)的去除率(R)达到99%;光催化氧化机理研究结果表明,光催化氧化去除砷实验中的主要活性基团是超氧自由基(·O2)。(2)以丙烯腈(AN)为原料、过硫酸钾为引发剂、N’N-亚甲基二丙烯酰胺为高效交联剂制备交联聚丙烯腈(PAN),用盐酸羟胺对PAN进行改性,得到含有偕胺肟功能基的聚合物基体树脂:改性交联聚丙烯腈(AOPAN),再将AOPAN与Fe(III)、Cu(II)两种金属离子配位得到羟胺改性交联聚丙烯腈双金属离子配合物(AOPAN-Fe/Cu-x)。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、比表面积(BET)和原子吸收光谱仪(AAS)等分析手段对配合物进行了系统表征。研究了AOPAN-Fe/Cu-x在H2O2作用下对As(III)的氧化与吸附协同去除性能。(3)以H2O2-AOPAN-Fe/Cu-x为类芬顿试剂,用于水中有机污染物的催化降解,研究了H2O2-AOPAN-Fe/Cu-x催化降解甲基橙(MO)的性能,包括:催化氧化动力学、吸附剂用量、H2O2用量、溶液pH值、甲基橙的初始浓度以及配合物的重复利用性能。
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