中空球状氧化铜的制备及其对甲基蓝的吸附性能研究

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1、东华大学硕士学位论文学校代码：10255学号：2110499中空球状氧化铜的制备及其对甲基蓝的吸附性能研究SynthesisofHollowSphericalCuOandItsAdsorptionPropertyforMethylBlue姓名：朱五一申请学位级别：硕士专业：纺织化学与染整工程指导教师：张琳萍答辩日期：2014．05．27东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我

2、对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：抹五一日期：邯一年三只乃日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以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。保密口，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密配学位论文作者签名：杂易一日期：为／悔歹月／7日嚣菥蹦日期：词严年r月／7J叫中空球状氧化铜的制备及其对甲基蓝的吸附性能研究中空球状氧化铜的制备及其对

3、甲基蓝的吸附研究摘要本文分别以氯化铜、硝酸铜、硫酸铜和乙酸铜为铜源、氨水等为原料，以海藻酸钠为骨架，采用水热合成法制备了氧化铜，并对制备工艺条件进行了探索，最终得到吸附效果最佳的中空球状氧化铜。在对合成的中空球状氧化铜进行结构表征的基础上，系统研究了它对甲基蓝的吸附性能。深入探讨了甲基蓝的初始质量浓度、吸附剂氧化铜的加入量、吸附介质的pH值和温度对吸附性能的影响，并利用Langmuir吸附等温方程、Freundlich吸附等温方程、准一级动力学方程和准二级动力学方程对吸附过程进行拟合。以氧化铜样品吸附甲基蓝的吸附量作为参考，通过实验最终确定最佳的制备工艺条件为：以乙酸铜作为铜源，水热反应时间

4、为12h，水热反应温度为160℃。XRD测试结果表明，合成样品的衍射峰与标准单晶相氧化铜一致，符合标准卡片JCPDS48．1548。FE—SEM图谱分析表明制备的氧化铜样品为大小不一的中空球状颗粒，直径约为1．6岬，由20～80nm的小颗粒自组装形成。TEM图分析表明合成的氧化铜样品为中空结构的球状颗粒。EDS测试表明，合成的样品只含有铜和氧两种元素，且元素比例基本为1：1。该工艺制备的氧化铜对100mg／L甲基蓝的平衡吸附量为74．8mg／g。中空球状氧化铜对甲基蓝的吸附实验表明，其对甲基蓝具有较好的吸附效果，最大吸附量约为250mg／g；反应适宜pH值为5-9：吸中空球状氧化铜的制各及其

5、对甲基蓝的吸附性能研究附30rain已达到吸附平衡；在15～45℃范围内，升高温度有利于吸附；加大氧化铜样品用量，吸附量增加，但增速逐渐减慢；在甲基蓝浓度为50～250mg／L范围内，吸附量随其浓度的增加而增加。Freundlich经验式比较适合氧化铜对甲基蓝吸附过程的描述，甲基蓝分子被吸附主要为多分子层物理吸附。AG小于零，表明吸附过程是自发进行的；AH大于零，说明本实验中的吸附过程伴随吸热，提高温度有利于吸附过程的进行；AS大于零，表明吸附过程中体系混乱度增加；IAHI

6、研究结果表明，通过水热法合成的中空球状氧化铜对甲基蓝具有良好的吸附效果，可作为安全、高效的吸附材料，应用于印染废水处理。关键词：中空球状氧化铜，甲基蓝，吸附动力学，吸附热力学奔季天学中空球状氧化铜的制备及其对甲基蓝的吸附性能研究SynthesisofHollowSphericalCuOandItsAdsorptionPropertyforMethylBlueABSTRACTCuOwaspreparedfromCuCl2，Cu(N03)2，CuS04orCu(AC)2separately，byhydrothermalmethodwithsodiumalginateasskeleton．Thep

7、reparationconditionsofCuOwerestudied，andthehollowsphericalCuOwiththebestadsorptioneffectofmethylblueWasobtained．BasedonthecharacterizationofCuOsample，itsadsorptionperformanceofmethylblueWasinvestigatedsyste