磁性載鈀氮雜化介孔碳催化還原處理Cr(Ⅵ)及其機理研究.pdf

1、六價鉻(Cr(Ⅵ))是一種嚴重的水體污染物，它廣泛應用的工業(yè)制造中，范圍涵蓋皮革生產(chǎn)，服裝制造，汽車制造業(yè)等?，F(xiàn)實生活中，六價鉻的不正當使用以及泄露會嚴重影響人類和動物的健康，同時高毒性污染物對也會導致基因變異引發(fā)癌變，六價鉻的過度使用也是造成污染的重要原因之一。
　　近年來，針對目前日益嚴重的水體重金屬污染，開發(fā)與研究新的方法用以去除水中六價鉻成為各界討論的重點，也引發(fā)學者的高度重視。結(jié)合介孔材料在吸附方面的優(yōu)勢，制備出改性的磁

2、性介孔吸附材料，用于高效處理水體重金屬污染問題，改善水體環(huán)境。
　　在筆者的研究中，成功地合成了一種新型的磁性裝鈀氮雜化介孔碳催化劑(Pd/Fe-NMC)，由于介孔碳的高比表面積以及良好的物理化學穩(wěn)定性，成為金屬鈀納米顆粒的重要載體，介孔碳材料的合成以SBA15為硬木板，以槺胺為碳源，以九水合硝酸鐵為鐵源，采用納米共澆鑄法，經(jīng)過一系列高溫碳化、脫硅等方法合成制得，其與鈀的結(jié)合使鉻催化還原效率最優(yōu)化。同時在原位還原處理水體的(Cr(

3、Ⅵ))也表現(xiàn)極高的效率。圍繞裝鈀氮雜化介孔碳催化劑(Fe-NMC)吸附還原協(xié)同去除水體中重金屬六價鉻離子Cr(Ⅵ)。Pd/Fe-NMC復合材料的性質(zhì)是通過詳細研究基本表征手段得出，具有相當?shù)目尚哦?，也與實際催化效果很好吻合。具體使用手段包SEM、HRTEM、FTIR，和氮氣吸脫附等一系列先進表征手段。
　　本實驗以Pd/Fe-NMC為催化劑，以甲酸鈉為還原劑，通過溫度，pH，濃度，催化劑量的調(diào)整實現(xiàn)對實驗的研究分析，尋求最佳反應條

4、件。根據(jù)實驗結(jié)果，我們深入討論六價鉻被Pd/Fe-NMC復合材料還原處理的機理機制，認真分析實驗可能出現(xiàn)的問題以及所能挖掘的新信息用以解決實際水體鉻污染的各種問題。批次實驗的目的是探討復合材料的處理效果。實驗設(shè)置對照組與實驗組，每組實驗結(jié)果是處理采用雙份研究以保證實驗的真實性，同時也為了消除實驗過程中可能存在的誤差。此外，研究還發(fā)現(xiàn)六價鉻還原過程符合一級反應動力學模型，但是只有在鉻和甲酸鈉的濃度很低的情況才滿足條件，可能的原因在于隨著反

5、應的濃度增大，介孔碳的依附性降低影響了這個離子交換過程。反應結(jié)果顯示，六價鉻的催化還原速度快效率高，具有極強的催化還原性，在實驗條件下僅用20min， Pd/Fe-NMC復合材料對鉻的去除效率達到99.8％(Cr(Ⅵ))(50mg/L)，并通過多種催化劑對Cr(Ⅵ)的處理效果進行對比發(fā)現(xiàn)，磁性裝鈀氮雜化介孔碳催化劑(Fe-NMC)在處理水體六價鉻較普通介孔碳和催化劑具有明顯優(yōu)勢。因此，我們得出結(jié)論Pd/Fe-NMC復合材料顯著提高六價鉻