磁性可回收多功能材料的合成、表征及在水处理中的应用

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1、分类号：０６４学校化码；１０６９７密级：公开学号；２０１２２０６４６雜＃如Ｃ巧脉±亨恆巧交ＭＡ＇ＳＴＥＲＳＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＼磁性可回收多功能材料的合成、表征及在水处理中的应用学科名称：物理化学作者：薛洁指导老师：李克斌副教授西北大学学位评定委员会二〇—五年’旋读差＂？＊－ｌｉｎｉｗｉｒｒｉｆｉｌ西北大学学位论文知识产极声明书本人完全了解西北大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。学校有权保留并向国家有关部口或

2、机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。本人授权西北大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所等机构将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》或其它相关数据库－。保密论文待解密后适用本声明。Ｉ冰学位论文作者签名指导教师签名：Ｌ＜＾（７＾５年６月Ｉ叫年月ｂ｜西北大学学位论文独倒性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得

3、的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：之疋；＾而；年Ｇ月（＞曰Ｉ摘要环境恶化和能源短缺己成为日趋严峻的全球问题。新材料、新技术的发展为解决环境和能源问题提供了前所未有的机遇。磁性材料凭借高磁化率和高饱和磁感应强度，在外磁场作用下能够实现快速、

4、方便分离，使其在水污染处理、催化、药物控制释放和生物分子的分离、纯化等领域有着广阔的应用前景，已成为目前国内外学术界的研究热点，本论文ＷＦｅ３〇４＠Ｓｉ〇２核壳结构磁性材料为载体，通过在其表面嫁接有机功能基团构筑新型吸附材料和非均相类芬顿催化剂，然后系统研究新型可回收功能材料在催化Ｈ２０２降解水中有机污染物和吸附去除水中重金属离子的性能和机理。同时，对材料合成条件进行研究，对合成的材料进行系统表征，主要内容和研究结果如下：第一部分：使用热溶剂法制备磁性纳米四氧化Ｈ铁颗粒，通过

5、ＴＥＯＳ在磁性纳米材料表面包裹一层二氧化话壳，然后使用ＡＰＳ在二氧化桂表面接入氨基，２＋再接入，杂氮有机功能基团，并和Ｃｕ生成原位配位形成ＣｕＩＩ基催化剂（）－ＣｕＰｙ／Ｆｅ３〇４＠Ｓｉ〇２。通过透射电镜（ＴＥＭ）、扫描电镜（ＳＥＭ）、红外光谱（ＦＴＩＲ、Ｘ）射线光电子能谱（ＸＰ巧、振动磁强仪等分析技术对合成的功能催化剂进行表征；＞通过催化剂表面铜离子的负载量为指标优化催化剂合成条件。同时，１＾１罗丹明６沮－、亚甲基蓝、甲基澄、４硝基酷为探针污染物脚），评价合成的催化剂催化也

6、〇２降解目标污染物的催化性能、稳定性（重复使用率、抗酸能为、铜离子流失）。二－－第部分：采用ＢｏｘＢｅｈｎｋｅｎ实验设计，系统研究ＣｕＰｙ／Ｆｅ３〇４＠Ｓｉ〇２催化Ｈ２０２氧化降解水中ＲｈＢ的影响因素，优化最佳降解实验条件。结果表明在ｐＨ为６．３６，－－－ｉｉｉ＊，‘催化剂用量为１．３４ｇＬ，Ｈ２０２用量为〇．口８ｍｏｌＬ，反应６０ｍｉｎ，ＲｈＢ（１５ｍｇＬ）＞８降解率为Ｓ．６％。第Ｈ部分：ｔＵ杂氮有机功化Ｆｅ〇４Ｓｉ〇作为吸附材料，探索其吸附去除水３＠２２

7、＋中重金属离子Ｃｄ性能、影响因素、吸附动力学、热力学及机理。结果表明合２＋成的功能磁性材料对＝Ｃｄ具有优良的下吸附性能，在班６，吸附剂用量为１．２’ｉ，Ｌｇ时，吸附容量达到２１０吸附等温线符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ、Ｆｒｅｕｎｄｌｉ沈等温线模型描述，吸附动力学遵循二级动力学模型，属于化学吸附。关键词：磁性材料，芬顿氧化，吸附剂，罗丹明，福离子、ＡｂｓｔｒａｃｔＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎａｎｄｅｎｅｒｇｙｓｈｏｒｔａｇｅｈａｓｂｅｃｏｍｅａｎｉ

8、ｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｓｅｒｉｏｕｓｌｏｂａｌｒｏｂｌｅｍ．Ｎｅｗｍａｔｅｒｉａｌｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｎｅｗｔｅｃｈｎｏｌｏｉｅｓｔｏｓｏｌｖｅｇｐ，ｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｎｄｅｎｅｒｇｙｉｓｓｕｅｓｒｏｖｉｄｅｓａｎｕｎｒｅｃｅｄｅｎｔｅｄｏｏｒｔｕｎｉｔ．Ｗｉｉｂ．ｈｉｈｐｐｐｐｙｇｍａｎｅｔｉｃｓｕｓｃｅｔｉｂｉｌｉｔａｎｄｈｉｇｈｓａｔｕｒａｔｉｏｎｍａｇｎｅ