活性碳纤维修饰及其的分析的应用的研究

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1、段利艳兰州大学硕士学位论文摘要摘要本硕士学位论文以一种新型吸附材料——活性碳纤维(activatedcarbonfiber,AcF)为基础，以吸附、分离与处理环境污水中无机及有机污染物为目标，对其表面分别进行了化学修饰和纳米n02固载改性，取得了一些初步的研究结果。主要内容包括：1．低温条件下由nCl4直接水解制备了金红石相纳米二氧化钛(砸02)，同时将其负载于ACF上得到n02／ACF复合光催化剂。用扫描电子显微镜(SEM)、X-ray衍射仪(Ⅺm)、熟重量分析仪(TG-DTA)、x射线光电子能谱仪()印s)对所得复合光催化剂晶相和粒径、表面形貌、面02负载量、元素组成

2、及结合态进行了表征分析。SEM照片显示二氧化钛在ACF上以纳米团簇的形式均匀附着；XRD结果表明所得Ti02／ACF中Ti02的微晶尺寸为7．02nlTl，350℃下煅烧后金红石相丽02结晶更好，微晶尺寸为9．88IL-rtl；TG曲线显示Ti02在复合光催化剂中的百分含量为46．89％，在ACF上的负载量为0．88g／gACF；XPS分析表明钛元素以1P(即Ti02)的形式存在。将煅烧后的Ti02／ACF应用于未通氧条件下有机染料茜素红s(alizarinredS，ARS)的光催化降解，结果表明Ti02／ACF具有良好的光催化性能。此光催化剂完美结合TACF的特殊微孔结

3、构所具有的强吸附能力和Ti02的光催化性能，且制各和负载方法简单、方便、能耗小。2．开创性地利用酰化、氨解两步有机反应在ACF表面接枝酰胺进行修饰改性。用傅立叶转换红外光谱仪(FT．IR)、x射线光电子能谱仪(xPs)对改性前后ACF的表面官能团结构和元素结合态及含量变化进行了表征分析，结果显示，ACF表面成功地引入了酰胺。将改性后的ACF(NH．ACF)应用于水体中Cu2+离子的去除处理，用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP．AEs)检测了所处理溶液中的Cu2+离子浓度变化，进而得出Cu2+离子在NH-ACF上的最大吸附量q。。。实验表明，改性后的ACF比改性前对c

4、ue+的吸附能力显著提高，约是改性前的1．5倍。改性ACF吸附能力的提高可归功于所接枝的酰胺中N原子与Cu2+形成了配位键。关键词：活性碳纤维(ACF)；低温水解；纳米n02；金红石相；光催化降解；茜素红S(舢述)：化学修饰；酰胺；Cu2+；最大吸附量q。。。段利袍兰，fl大学项士学位论文AbstractInthisthesis．activatedcarbonfiber(ACF)asanewadsorptionmaterialwasmodifiedbygraftingamideandtoading1t02otRoitssurface，rcspectiveLy．Theaim

5、ofthemodificationistOadsorb，separatetheinorganicsanddegradeorganiccompoundinenvironmentalwastewater．Ourresearcheshaveacquiredsomeprimaryconsequence．Themaincontentsarelistedasfollows：1．Thellano·s妇dtitania(Ti00powdersweresynthesizedatlowtempcraturebydirecthydrolyzationmethodandloadedonACFsi

6、multaneouslyinthereactor．ThepropertiesoftheTiOdACFcombinedphotocatalystwerecharacterizedbyscanningelectronmicroscopy(SEM)，X-mydiffraction(XRD)，X-rayphotospec雠oscopy(xPs)andthermogravimetry-differentialthermalanalysis(TG-DTA)．SEMphotosshowedthattheparticlesofTi02aggregatedintodustersandwcr

7、efixedonthe!Ril'faceofACF．FromtheXRDresultswecanfoundthatthecrystallinepatternsofimmobilizedTi02beforeandaftercalcinationwererufflephaseandtheirmicrocrystallinesizewas7．02咖and9．88nm,respectively．ThequantityofTi02loadedonACFwasaround0．88g／gACFaccordingtheTGanalysis．X