【摘 要】
：
现如今,各类行业消耗大量染料,染料废水的直接排放会导致水体中污染物含量急剧增加。吸附法具有操作方法简单、耗能和成本低等优势,因此可用于染料废水中多种有机染料的富集和分析。本文以泡沫镍负载金属基氧化物,并通过多巴胺和生物炭进行改性制备具有一定形貌的吸附材料,研究吸附材料对阳离子有机染料的吸附性能,详细研究了染料吸附的动力学模型和机理,探究了温度、离子强度、pH、解吸溶剂和重复使用等主要实验参数对吸附
论文部分内容阅读
现如今,各类行业消耗大量染料,染料废水的直接排放会导致水体中污染物含量急剧增加。吸附法具有操作方法简单、耗能和成本低等优势,因此可用于染料废水中多种有机染料的富集和分析。本文以泡沫镍负载金属基氧化物,并通过多巴胺和生物炭进行改性制备具有一定形貌的吸附材料,研究吸附材料对阳离子有机染料的吸附性能,详细研究了染料吸附的动力学模型和机理,探究了温度、离子强度、pH、解吸溶剂和重复使用等主要实验参数对吸附效率的影响。主要结果如下:（1）以Co（NO3）2·6H2O、Ni（NO3）2·6H2O、ZnC12为原料,通过水热合成法制备了泡沫镍负载层状双氢氧化物材料,并在弱碱性条件下,通过多巴胺的原位氧化自聚合作用和生物碳对其进行改性,得到具有绒球形貌的NiCoZn LDH/NF@PDA/BC吸附材料。其对亚甲基蓝（MB）、孔雀石绿（MG）和结晶紫的最大吸附量qmax分别为4.05、11.12和1.43 mg·g-1。吸附材料与染料分子之间的吸附方式为化学吸附,吸附行为符合单分子层吸附。（2）以泡沫镍为载体,通过MnC4H6O4·4H2O和Co（NO3）2·6H2O作为原料制备泡沫镍负载金属氧化物材料,采用多巴胺和生物碳对其进行改性,得到菜花形状的Co2MnO4/NF@PDA/BC吸附材料。对MB、MG和CV的最大吸附量qmax分别为9.23、50.40和3.53 mg·g-1,吸附过程符合Langmuir等温模型,为均一表面的单分子层吸附。吸附作用可能为静电、氢键和阳离子-π相互作用,吸附热力学研究结果表明吸附过程为吸热反应。采用环境中的湖水进行了染料的吸附实验,对MB、MG和CV的吸附率分别为91.4%、94.8%和85.1%。此外,材料具有宽的pH适用性（3～9）、良好的吸附-解吸循环性能。（3）采用多巴胺和生物炭对泡沫镍为载体负载活泼金属层状双氢氧化物材料改性,得到具有球形花瓣状的CoMn LDH/NF@PDA/BC吸附材料。对MB、MG和CV的最大吸附量qmax分别为6.01、126.58和3.39mg·g-1。吸附行为符合单分子层吸附,吸附材料与染料分子之间的吸附作用可能为静电作用、氢键、π-π作用和离子交换作用。对实际水体环境中染料样品MB、MG和CV的吸附率分别为94.2%、98.1%和85.5%。
其他文献
糖尿病作为一种全球范围内的严重慢性疾病已对人类健康造成威胁,因此实现血糖浓度的精确快速检测对于糖尿病的诊断和治疗具有重大意义。酶葡萄糖传感器的发展因其成本高、稳定性差、对环境要求苛刻等缺点大受制约,这就促使科研人员们去构筑一种成本低廉、稳定性高、选择性好的非酶葡萄糖传感器。其关键在于电极材料的选择。越来越多的科研人员将目光放到了成本低廉、资源丰富且催化活性优异的过渡金属氧化物上去。但过渡金属氧化物
近几年来,能源紧缺、环境污染等问题日趋严峻,利用太阳光通过半导体光催化技术来产生各种清洁燃料和去除污染物是一种解决能源环境问题的重要途径。但是,传统的光催化剂能量带隙较宽,只能吸收占太阳能约4-5%的紫外光能量。因而,开发具有较宽太阳能光谱响应范围的高效光催化剂至关重要,已成为前沿研究的热点。钒酸铋（BiVO4）具有带隙较窄、光响应能力强与化学稳定性较好等特点,在光催化应用中具有广阔的前景。然而,
开发煤炭清洁、高效利用新方式是减少碳排放的关键一环。煤炭作为我国能源的安全基石,避免因煤炭燃烧而带来的环境问题至关重要。化学链燃烧技术（Chemical Looping Combustion,CLC）作为世界公认的第三种碳捕集技术,具有显著的优越性。由于煤自身组成的复杂性,含有硫、氮等大量污染元素,导致燃料反应器出口烟气组成复杂,影响CO2的捕集与直接利用。烟气中含硫污染物可与载氧体作用生成金属硫
有机硅材料因具有一系列优良性能,广泛应用于工业、农业和科技等领域。本文针对聚氨酯脱模领域和发泡领域的相关应用,设计合成了两种改性聚硅氧烷（改性硅油）:长链烷基改性硅油和Si-O-C型嵌段聚醚改性硅油。采用高含氢硅油调聚法,通过大孔型磺酸树脂催化八甲基环四硅氧烷（D4）开环与高含氢硅油发生调聚反应,采用六甲基二硅氧烷（MM）进行封端,得到分子量分布均匀的侧链低含氢硅油（含氢量约为0.18%）。采用单
丙烯是石化行业中仅次于乙烯的基础原料。国内丙烯需求缺口持续增大,丙烷直接脱氢制丙烯已成为热点技术,但丙烷直接脱氢需要在高温下反应,催化剂易烧结失活,而丙烷氧化脱氢一般以氧气作为氧化剂,氧气的引入会导致丙烯深度氧化,丙烯的选择性低。化学链脱氢-烧氢耦合工艺是以晶格氧代替分子氧,再将脱氢反应产生的氢气选择性的燃烧,既可以防止丙烯的过度氧化,又可以促进脱氢反应朝着丙烯的方向移动。本论文将对化学链脱氢工艺
目前,全球气候变暖问题日趋严重,面对我国富煤缺油少气的能源结构特征,提高煤炭利用效率是实现碳减排目标的关键。化学链气化技术作为煤炭清洁利用的重要技术手段,利用太阳能提供化学链气化过程所需热量,不仅实现煤炭资源的清洁高效利用,而且实现碳减排目标。本文提出太阳能-煤化学链气化互补制富氢合成气的新系统,实现煤炭高效转化利用。并对太阳能驱动煤化学链气化过程进行模拟研究,用以制备富氢合成气,并开发了其下游甲
氢是一种清洁的燃料,且具有高能量密度,是氢燃料电池的原料,而氢燃料电池是目前迅速发展的燃料电池汽车的主要动力,因此氢能产业已成为各国竞相发展的新型产业。与其他的制氢技术相比,电解水制氢过程可直接采用光伏和风电等可再生能源,因此将具有广阔的应用前景。由于贵金属铂基催化剂具有优异的电化学析氢性能,是电解水制氢过程常用的电极催化材料,但由于铂属于稀缺资源,价格昂贵限制了其应用,因此开发一种高效低成本的电
与传统油水分离技术相比,水下（超）疏油/油下（超）疏水膜材料具有表面润湿性可逆转变的特性,用于油水分离具有分离效率高、分离速度快、能耗低、操作简单、不产生二次污染、可以实现不同类型油水混合物的高效分离等优点。为此,本文以不锈钢网为支撑,通过调控实验参数优化膜的结构和性能,制备了两种水下（超）疏油和油下（超）疏水性网膜,主要研究内容如下:1.以300目不锈钢网作为基底,采用二次生长法在不锈钢网表面构
将CO2资源化利用可以有效解决当前存在的诸多环境问题,甲醇是化工生产过程所需的重要化学品之一,利用CO2加氢制甲醇,可在消耗CO2的同时有效缓解当前甲醇需求的缺口。Cu基负载型催化剂是当前CO2加氢制甲醇反应的主流催化剂,但Cu基催化剂存在甲醇选择性低、高温稳定性及耐硫性差等问题。金属氧化物催化剂在较高反应温度下具有较高的甲醇选择性,并可有效抑制逆水煤气变换反应的发生,本文提出构建ZnO-ZrO2
配位聚合物（Coordination Polymers,CPs）作为一种新型的多功能分子材料,因其有机-无机杂化性质,结构的有序性和潜在的应用而受到广泛关注,因此,设计、合成新型功能化的配位聚合物材料已经发展成为材料化学领域的研究热点之一。丰富的发光体系、可设计的结合位点以及良好的骨架稳定性,使得配位聚合物荧光材料具有优异的传感性能。本论文选择具有共轭结构和多配位点的氮杂环芳香酰肼和刚性多羟酸配体