磁性载钴有序介孔碳的制备及其去除水体罗丹明b的研究

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1、学校代号10532学号S12031024分类号密级硕士学位论文磁性载钴有序介孔碳的制备及其去除水体罗丹明B的研究学位申请人姓名:蔡叶培养单位:环境科学与工程学院导师姓名及职称:汤琳教授学科专业:环境科学与工程研究方向:水污染控制工程论文提交日期:2015年5月20日学校代号:10532学号:S12031024密级:湖南大学硕士学位论文磁性载钴有序介孔碳的制备及其去除水体罗丹明B的研究学位申请人姓名:蔡叶导师姓名及职称:汤琳教授培养单位:环境科学与工程学院专业名称:环境科学与工程论文提交日期:2015年5月20日论文答辩日期:2015年6月10日答辩委员会主席:李忠武教授Prepara

2、tionofmagneticordermesoporouscarbonwithcobaltnanoparticleanditsapplicationinremovalofRhodamineBbyCAIYeB.E.(HunanUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinEnvironmentalScienceandEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySuperviso

3、rProfessorTANGLinMay,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所。取得的研究成果除了文中特别加W标法引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均己在文中t^i?明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。(作者签名;日期:>脾月化日容、叫学位论文版权使用授权书本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口或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借

4、阅。本人授权湖南大学可|^将本学位论文的全部或部分内容编入有夫数据库进行检索,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。本学位论文属于1、保密□,在年解密后适用本授权书。2、不保密(/。""(请在[^上相应方框内打V):作者签名;藻巧日期年巧导师签名;日期:wr年《月片日I磁性载钴有序介孔碳的制备及其去除水体罗丹明B的研究摘要本课题针对目前日益严重的水环境污染现象,利用介孔碳的大比表面积和特定孔径等特性以及磁性纳米粒子在固液分离方面的优势,制备出负载钴纳米粒子的磁性有序介孔碳复合材料,用于高效去除水体染料罗丹明B,从而改善水环境

5、。本研究主要围绕磁性载钴有序介孔碳的制备及其在染料废水中的应用而展开的,并深入研究了吸附剂去除罗丹明B的吸附机理,同时探讨了它在工业废水处理方面实际应用的潜在价值。本文利用后浸渍法制备出磁性载钴有序介孔碳(Co/OMC)。具体地,采用传统水热合成法制备出有序介孔硅SBA-15,后以其为模板,蔗糖为碳源,在强酸条件下途经热聚合、高温炭化形成有序介孔碳(OMC),再以OMC为基体,硝酸钴为金属源,利用浸渍、热聚合手段将Co纳米粒子负载在OMC上,从而形成磁性载钴有序介孔碳(Co/OMC)。其SEM和TEM电镜图证实有序介孔碳呈棒状结构,介孔碳条纹排列整齐、均一有序,同时表面均匀分布着黑色

6、Co纳米粒子。在负载钴纳米粒子以后,Co/OMC的孔径尺寸集中在4.3nm左右,其比表面积降至2955.3m/g,且介孔碳表面石墨化程度加剧,饱和磁强值为2.9emu/g。在探讨吸附参数影响Co/OMC对罗丹明B去除实验中发现,负载Co纳米粒子后的OMC具有更大的吸附容量,在初始罗丹明B浓度为200mg/L时,吸附剂的平衡吸附量为468mg/g,且其吸附速率比较快,对初始浓度为100mg/L的罗丹明B,在前25min左右,吸附效率能达到96%。此外,Co/OMC的吸附容量随着溶液pH值、吸附剂量和初始罗丹明B浓度的增加而增加。动力学研究证实准二阶动力学模型能够很好的拟合Co/OMC对

7、罗丹明B的吸附,表明该吸附是一个化学速率控制过程,且还发现该吸附过程具有两段式内扩散吸附趋势,说明罗丹明B的去除是一个受孔径和比表面积影响的吸附。热力学研究证实该吸附过程是一个自发、吸热的形式,且在反应过程中,固液混乱度增加。吸附等温线研究发现Langmuir吸附模型能很好的拟合罗丹明B的去除过程,这表明在其去除过程中,在Co/OMC表面形成了单分子层结构,Co/OMC表面的各个吸附位点的位能大小相等。同时,吸附剂的再生实验发现Co/OMC具有很好的稳定性

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