凹凸棒石fe,3o,4碳复合材料的制备及其对苯酚的吸附性能研究

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1、合肥工业大学硕士学位论文凹凸棒石/Fe<,3>O<,4>/碳复合材料的制备及其对苯酚的吸附性能研究姓名：朱王勇申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：吴雪平20100401凹凸棒石／Fe304／碳复合材料的制备及其对苯酚的吸附性能研究摘要本文采用水热法制备了凹凸棒石／碳和凹凸棒石／Fe304／碳复合材料，通过在凹凸棒石表面负载碳和Fe304改善凹凸棒石亲有机性和磁性能，并考察了制各条件对材料微观结构和吸附性能的影响。主要内容如下：(1)以凹凸棒石、葡萄糖为原料，硫酸亚铁铵为催化剂，水热l80℃反应12h，制得凹凸棒石／碳复合材料。葡萄糖分子在水热条件下碳化为直径50nm的碳颗粒，负载在凹凸

2、棒石表面，复合材料中含有．CH有机官能团。随着反应温度的升高、时间的延长和催化剂投入量的增加，凹凸棒石棒束表面的碳层厚度逐渐增加。(2)通过静态吸附实验，凹凸棒石／碳复合材料对苯酚的去除率达到70％，是凹凸棒石原矿(18％)的3倍之多；复合材料对苯酚的吸附动力学符合准二级动力学方程，吸附热力学符合Langmuir等温吸附方程；吸附热力学参数吉布斯自由能变AGD、焓变么F和熵变彳酽均为负值，说明吸附剂对苯酚的吸附是一个自发、放热和熵减小的过程。(3)分别以氨水和NaOH调节pH值制备凹凸棒石／Fe3㈣复合材料，产物的磁化率值分别为15562．92xlo-Sm3／蛞和16064．64x10-8r

3、n3／b，用磁分离工序即可把该吸附材料从溶液中快速分离出来；铁的磁性氧化物部分以Fe304的形态负载到了凹凸棒石表面，其含量分别为5．44％和6．14％；碳以无定形的形态负载在凹凸棒石晶体表面；以氨水调节pH值制备的复合材料中含碳量为20．59％，对苯酚的去除率为57％；而以NaOH调节pH值所得复合材料中含碳27．78％，对苯酚的去除率为61％。关键词：凹凸棒石碳Fe304水热苯酚SynthesisofPalygorste／Fe304／CarbonCompositeandAdsorptionofPhenolfromAqueousSystemABSTRACTPalygorskite／carb

4、onandpalygorskite／Fe304／carboncompositesweresuccessfullypreparedbyhydrothermalmethodandtheadsorptionofphenolonthetwoas·preparedcompositeswerealsostudied．Theworkwassummarizedasfollowings．(1)Palygorskite，glucoseandmetalsaltascatalystareutilizedaSrawmaterialsforsynthesizingpalygorskite／carboncomposite

5、viahydrothermalcarbonizationatamildtemperature．Glucoseiscarbonizedandthenformsnanocarbonwithdiameterof50n／ll，whichgrowsonthesurfaceofpalygorsktie．Thecompositematerialcontains-CHgroupsandthethicknessofcarbonlayercallbecontrolledbyreactiontime，reactiontemperatureandcatalystcontent．(2)Adsorptionexperi

6、mentshowsthattheremovalefficiencyofphenolbypalygorskite／carboncompositeisthreetimeshigherthanthatofunmodifiedpalygorskite．Theadsorptionkineticsfitsthelawsofpseudo—secondorderkinetics．LangmuiradsorptionmodelCanbeabetterdescriptionofadsorptionbehaviorofphenolonthepalygorskite／carbonnanocomposites．The

7、thermodynamicsparametersincludingstandardGibb’Sfreeenergychanges0GD)，enthalpy0月口)，andentropychanges凹趵arenegative，indicatingtheadsorptionthermodynamicsofphenolonnanocompositesisaspontaneousandexothermicproce