EDTA修饰的钴铁氧体的制备及其吸附和催化性能的研究

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1、学校代号10532学号S150100065分类号TU99密级公开硕士学位论文EDTA修饰的钴铁氧体的制备及其吸附和催化性能的研究学位申请人姓名邹志炎培养单位土木工程学院导师姓名及职称施周教授学科专业市政工程研究方向水质净化与水污染控制论文提交日期2018年5月27日学校代号：10532学号：S150100065密级：公开湖南大学硕士学位论文EDTA修饰的钴铁氧体的制备及其吸附和催化性能的研究学位申请人姓名：邹志炎导师姓名及职称：施周教授培养单位：土木工程学院专业名称：市政工程论文提交日期：2018年5月27日论文答辩日期：2018年5月30日答辩委员会主席：许仕荣教授Thepape

2、rationofanovelmagneticEDTAfunctionalizedCoFe2O4nanoparticlesandtheirstudyofadsorptionandcatalyticabilitybyZOUZhiyanB.E.(HunanUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinMunicipalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySuperviso

3、rProfessorSHIZhouMay,2018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。除了文中特别加以标注引用的内容外，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，均已在文中以明确方式标明。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：年月日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门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据

4、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。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□√。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日IEDTA修饰的钴铁氧体的制备及其吸附和催化性能的研究摘要近年来，水污染问题对人类生存造成了严重威胁。如何有效去地除水体中的污染物成为国内外关注的热点问题。铁氧体因具有高比表面积、高磁响应和易于官能化等优点而受到水处理领域研究人员的关注，其中CoFe2O4因其优异的性能而备受瞩目，但磁性纳米粒子存在容易积聚而导致其性能的下降的问题，这便限制了它在实际中的应用。本研究通过简易的水

5、热合成法制备了EDTA修饰的CoFe2O4磁性纳米颗粒材料以优化纯CoFe2O4的吸附和催化性能，具体研究内容如下：（1）采用简易的水热合成法制备了EDTA官能化的CoFe2O4纳米复合材料，根据EDTA负载量的不同分别记为EDTA-MNP-1、EDTA-MNP-2、EDTA-MNP-3和EDTA-MNP-4，尽管EDTA的掺入会降低材料的饱和磁化强度，但在外部磁场的作用下仍然能够与水溶液实现快速分离。通过仪器分析表明，EDTA的加入虽然会增加EDTA-MNP物理性能，如比表面积、孔洞尺寸和孔洞容积等，但过量的EDTA会累积在材料的表面并降低EDTA-MNP的稳定性。（2）采用水溶

6、液中的Cu(Ⅱ)的吸附去除实验以研究EDTA-MNP吸附性能。相较于纯CoFe2O4而言，EDTA的加入对CoFe2O4吸附Cu(Ⅱ)有了质的提升。实验发现准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型能够很好地拟合实验数据，拟合得EDTA-MNP-1的最大饱和吸附容量为323K下的73.26mg·g-1，高于大部分文献报道的实验数据。EDTA-MNP-1在四个吸附-解吸循环后对Cu(Ⅱ)的吸附能力仍然保持在90%以上。实验证明EDTA-MNP-1是一种稳定好、去除效率高、有应用前景的重金属离子吸附剂。（3）选用EDTA-MNP-1作为PMS的非均相催化剂以去除水溶液中的OG。实验

7、结果表明，15min内EDTA-MNP-1/PMS体系对OG的去除率达到了93%，而相同条件下CoFe2O4/PMS体系对OG的去除率仅有57%，表明EDTA的加入显著增加了体系的氧化速率。实验发现准一级动力学模型能够很好的模拟OG降解的实验数据，反应体系在pH范围3.0~9.0内对OG均保持较高的去除速率。通过自−−由基淬灭实验和EPR测试分析后发现，体系中产生了OH和SO自由基，但SO44相较于OH是主要的活性成分。EDTA-MNP-1经过四次催化反应后在