Fe_3O_4-Au磁性复合纳米粒子的合成表征及其催化降解有机染料的研究Synthesis and characterization of Fe_3O_4-Au magnetic composite nanoparticles and their catalytic activity for degradation of organic dyes.pdf

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1、，Ｘ＼分类号：０６４学校代码：１０６９７密级：公开学号：２０１２２０６４４ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．、？■／？＊？？Ｉ．，．＿．．．？．－．１－．．．Ｉ？士字位ｉ２文ＭＡＳＴＥＲ＇ＳＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ‘？、、－Ｆｅ０－Ａｕ磁性复合纳米粒子的合成３４表征及其催化降解有机染料的研究学科名称：物理化学作者：邢艳指导老师：彭明丽教授“＞－－－？？．？、－：），，＇？■“？？；西北大学学位评定委员会

2、二—０五年西北大学学位论文知识产权声明书本人完全了解西北大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。学校有权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。本人允许论文被查阅和借阅。本人授权西北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。同时授权中国科学技术信息研究所等机构将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》或其它相关数据库。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名：指导教师签名：年＜５月／２日月日

3、西北大学学位论文独创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一同工作的同志对。与我本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：ｍ年ｂ月日／广中文摘要Ｆｅ０－Ａｕ纳米材料由于其结合了Ａｕ纳米粒子与ＦｅＯ磁性纳米粒子两方面突出的３４ｇｊＦ０－Ａｕ磁／优势，从而引起

4、了人们广泛的关注。目前，ｅ４性复合纳米粒子主要有核卫星３型、核壳型、哩铃型、纳米星型、花瓣型等多种结构，其在生物医药及化学催化等领域具有广泛的应用－。本文首先利用水相法合成了Ｆｅ３０４Ａｕ磁性复合纳米粒子，并对其结构进行了系统的表征；其次，以该复合微粒为纳米催化剂进行催化Ｈ２Ｏ２氧化降解有机。：染料，并对其催化机制进行了初步的探究具体实验结果如下ＦｅＡｕＴＥＭ－１利用水相法合成ｓＣＶ磁性复合纳米粒子，并通过透射电镜（）、Ｘ射线（）光电子能谱仪（ＸＰＳ）、傅立叶红外光谱仪（ＦＴＩＲ）及振动样品磁强计（ＶＳ

5、Ｍ）等测试手段对其－－进行表征。结果表明：合成的Ｆｅ０Ａｕ磁１０３０ｎｍ左右，３４性复合纳米粒子的粒径大小为最大饱和磁化强度可达到３１ｅｍｕ／ｇ；同时，其在水中具有良好的分散性和长期稳定性。２在Ｈｅ０－（）２Ｏ２的存在下，以Ｆ３４Ａｕ磁性复合纳米粒子为催化剂，氧化降解甲基澄溶＝＝＝。当ｗ催化剂４ｍ．ｌ／液并对其催化条件进行了优化；Ｃ（Ｈ２０２０６５ｍｏＬ；Ｈ７；催化（）ｇ）ｐＡ＝ｕ／Ｆｅ质量分数比为１．５２Ｃ８ｍ／Ｌ时剂中；（甲基澄）ｇ甲基橙溶液在４０ｍｉｎ内降解率可一２达到９５％以上

6、，在反应过程中其遵循级反应动力学方程且反应速率常数为６．３０ｘｌ（ｒ＇ｍｉｎｏ循环利用实验结果表明，催化剂在重复使用１０次后其催化活性仍然保持在８６％以上。通过焚光光谱－（３）、拉曼光谱、傅立叶红外光谱等检测手段对Ｆｅ３０４Ａｕ＋Ｈ２０２体系中催化降解甲基橙的机理进行了探究。结果表明：体系中Ｈ２Ｏ２分子均裂产生的轻基自由基是甲基橙溶液降解的主要源动力，其产生的速率是对照组（Ｆｅ３０４＋Ａｕ）的６倍以上。（４）利用中性条件下ＦｅｓＯｒＡｕ磁性复合纳米粒子与Ｈ２Ｏ２体系产生的经基自由基为主＝要来源：Ｃ亚甲基蓝

7、８ｍ／，对吩噻嘆类染料亚甲基蓝进行氧化降解。结果表明（）ｇＬ；ｍ催（化剂＝＝）３ｍｇ；Ｃ（Ｈ２０２）０．３３ｍｏｌ／Ｌ时，６０ｍｉｎ内亚甲基蓝溶液的降解率可达到９５％以上，５９０％以上－催化剂循环利用次后催化活性仍然能达到。说明Ｆｅ３０４Ａｕ磁性复合纳米粒子能够催化氧化降解不同结构的有机染料。－Ａｕ磁性复合纳米粒子关键词：Ｆｅ３０４，催化活性，机理，经基自由基，有机染料ＩＡｂｓｔｒａｃｔＦｅｇＣＶＡｕｃｏｍｐｏｓｉｔｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｈａｖｅｒｅｃｅｉｖｅｄｃｏｎｓｉｄｅｒ

8、ａｂｌｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒａｄｖａｎｔａｇｅｏｕｓｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｒｉｓｅｎｆｒｏｍｂｏｔｈｉｎｄｉｖｉｄｕａｌＡｕａｎｄＦｅｓＯ＃ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｖａｒｉｏ