膨胀石墨氧化锌纳米复合材料的制备与催化性能研究

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1、国内图书分类号：TB332工学硕士学位论文膨胀石墨/氧化锌纳米复合材料的制备与催化性能研究硕士研究生：李明月导师：尚岩申请学位级别：工学硕士学科、专业：化学工程与技术所在单位：化学与环境工程学院答辩日期：2015年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TB332DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringResearchonpreparationandcatalyticpropertiesofexpandedgraphite/zincoxidenanoc

2、ompositesCandidate：LiMingyueSupervisor：ShangYanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ChemicalEngineeringandTechnologyDateofOralExamination：March,2015University：HarbinUniversityofScienceandTechnology膨胀石墨/氧化锌纳米复合材料的制备与催化性能研究摘要当前，废水的大量排放引起了水体的严重污染，其

3、中由于含酚废水毒性巨大，并且难以降解，已受到社会的高度重视。膨胀石墨是一种具有疏松多孔结构的碳材料，具有许多优良的化学性质，并且膨胀石墨巨大的比表面积赋予了其优良的吸附性能，是废水处理领域的新型功能材料。与普通氧化锌相比，纳米氧化锌表面有更多的活性位点，光催化活性更强。将膨胀石墨和纳米氧化锌结合起来，可解决单独氧化锌密度大，光催化过程中易团聚和反应后难以回收的问题，具有极高的研究价值和广阔的应用前景。本文首先通过对比采用低硫可膨胀石墨经微波膨胀后得到的膨胀石墨作为后续制备催化剂的载体，接下来通过溶胶法制备了膨胀石墨/氧化

4、锌复合材料，并通过XRD、SEM、能谱、比表面和孔径分布等测试手段对不同条件下制备的复合材料进行表征。最后对实验制备的复合材料对苯酚废水的光催化降解性能进行考察。本文成功通过溶胶法制备了膨胀石墨/氧化锌复合材料，研究发现浸渍过程使用膨胀石墨、三次浸渍和用不经陈化的溶胶浸渍膨胀石墨都会使复合材料具有较高的氧化锌负载量，三次浸渍会使复合材料的比表面积降低，煅烧温度的升高会使氧化锌的晶体尺寸增大，氧化锌不但分布在了膨胀石墨的表面，也进入了其孔洞和片层间进行负载。虽然沉淀法制备的复合材料中氧化锌的晶体尺寸小，但会产生较严重的团聚

5、，用溶胶凝胶法制备的纯氧化锌晶体尺寸大，所以这两者的光催化性能都较差。最终经过三次浸渍制得的催化剂5和用不经陈化的溶胶浸渍膨胀石墨制得的催化剂7，具有最高的光催化活性。它们在紫外光照射6h后对苯酚废水的降解率均为55.0%。关键词膨胀石墨；氧化锌；复合材料；光催化降解-I-Researchonpreparationandcatalyticpropertiesofexpandedgraphite/zincoxidenanocompositesAbstractNowadays,alargenumberofwastewater

6、dischargehascausedseriouspollutionofwaterbodies,amongthem,phenolicwastewaterhasgreattoxicity,anditisdifficulttodegrade,whichhasalreadybeenpaidhighattentionbythecommunity.Expandedgraphiteisakindofcarbonmaterialhavingaporousstructure,possessesmanyexcellentchemicalp

7、roperties,andexpandedgraphitehassuperioradsorptivecapabilityowingtoitshugesurfacearea,itisakindofnewfunctionalmaterialsinthefieldofwastewatertreatment.Thesurfaceofnano-zincoxidehasmoreactivesites,soitexhibitsstrongerphotocatalyticactivitywhencomparedwithordinaryz

8、incoxide.Combinedexpandedgraphitewithnano-zincoxidecansolvemanyproblems,forinstance,thedensityofindividualzincoxideislarge,zincoxideiseasytoreuniteduringphotoc