磁性壳聚糖载银催化剂的制备及其催化性能的研究

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1、学校代码：10385分类号：研究生学号：1100215042密级：公开硕士学位论文磁性壳聚糖载银催化剂的制备及其催化性能的研究Preparationofmagneticchitosansupportedsilvercatalystsandtheircatalyticapplication作者姓名：杨文进指导教师：杨欣博士学科：化学工程与技术研究方向：金属催化剂制备及应用所在学院：化工学院论文提交日期：二零一四年六月六日万方数据万方数据学位论文独创性声明本人声明兹呈交的学位论文是本人在导师指导下完成的研究成果。论文写作中不包含其他人已经发表或撰写过的研究内容，

2、如参考他人或集体的科研成果，均在论文中以明确的方式说明。本人依法享有和承担由此论文所产生的权利和责任。论文作者签名：签名日期：学位论文版权使用授权声明本人同意授权华侨大学有权保留并向国家机关或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅。本人授权华侨大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名：指导教师签名：签名日期：签名日期：万方数据万方数据摘要摘要壳聚糖来源丰富，分子中含有丰富的氨基和羟基，对金属离子具有很强的螯合作用，可以作为还原剂和稳定剂，是一种优良

3、的载体材料。本论文制备了磁性壳聚糖载银催化剂，并通过FT-IR、XRD、TG、TEM等手段对催化剂进行表征，考察了各种因素对催化剂降解偶氮染料（甲基橙、刚果红和酸性大红GR）以及硝基染料（4-硝基苯酚）性能的影响。首先，采用共沉淀法合成了Fe3O4纳米粒子、交联法制备了磁性壳聚糖，进而利用水浴加热还原硝酸银溶液制得磁性壳聚糖载银催化剂，并通过FT-IR、XRD、TG、TEM等手段对催化剂进行表征。在所制备的磁性壳聚糖载银催化剂中Fe3O4纳米粒子的直径在10-30nm之间，银纳米粒子的直径小于10nm。其次，考察了磁性壳聚糖载银催化剂的制备条件、使用条件对其

4、降解单偶氮染料甲基橙性能的影响。制备催化剂的最佳条件为：反应温度80℃，反应时间3h，溶液pH值9，AgNO3浓度0.05mol/L。此时催化剂使10mg/L甲基橙溶液脱色率达90%以上，仅需要20min。增加催化剂的用量、降低甲基橙的浓度均有利于甲基橙的催化降解，反应动力学符合伪一级反应动力学方程，反应动力学常数随催化剂用量的增加而增大，随甲基橙浓度的增加而降低。此外，磁性壳聚糖载银催化剂对双偶氮染料刚果红和酸性大红GR亦表现了良好的降解效果，降解20mg/L的刚果红或酸性大红GR均只需要42min。最后，考察了磁性壳聚糖载银催化剂对4-硝基苯酚催化降解的

5、一般规律。结果表明：提高反应温度、增加催化剂的用量、降低4-硝基苯酚的浓度均有利于4-硝基苯酚的催化降解。此催化反应过程为扩散控制，表观活化能可达31.64kJ/mol，反应的动力学符合伪一级动力学方程，反应速率常数随反应温度的升高、催化剂用量的增加而增加，随4-硝基苯酚浓度的增加而降低。磁性壳聚糖载银催化剂在降解偶氮染料和硝基染料的过程中，均表现了很高的催化活性和稳定性，催化剂在催化反应中不易失活或中毒，易回收、再利用，是一种良好的环境友好型催化剂。关键词：壳聚糖Fe3O4银纳米粒子染料催化降解I万方数据万方数据AbstractAbstractChitos

6、anisaveryabundantbiopolymercontaininganumberofaminoandhydroxyl,whichallowsithasastrongchelationformetalsions.Chitosancanbeusedasagoodsupportasitisabletoreducemetalionswhilestabilizingmetalnanoparticles.Inthisthesis,magneticchitosansupportedsilvercatalystsweresuccessfullypreparedand

7、characterizedbymeansofFT-IR,XRD,TGandTEM.Variousfactorsinfluencingcatalyticdegradationoftheazodyes(methylorange,CongoredandacidscarletGR)andnitrodye(4-nitrophenol)overthesynthesizedcatalystsinpresenceofsodiumborohydridewereinvestigated.Firstly,Fe3O4nanoparticlesweresynthesizedusing

8、coprecipitation,magneticch