基于層狀α-磷酸鋯納米結(jié)構(gòu)材料對環(huán)境微污染物吸附、檢測的應用研究.pdf

1、層狀的α-磷酸鋯(ZrP)因其層板穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)與活性位點易于設計等特性及潛在的應用價值受到了人們的普遍關(guān)注。傳統(tǒng)認為α-ZrP導電性能較差，一直未被用于電化學檢測研究。α-ZrP剝層處理后，可以充分暴露層板間的活性基團，大大提高了ZrP的反應活性;同時，薄層ZrP具有離子交換性能，對金屬離子具有較強的吸附性能，尤其對Pb2+表現(xiàn)出了優(yōu)異的選擇性。在DFT理論計算的輔助下，將非導電的薄層ZrP用作電極修飾材料進行金屬離子的電化學檢測時，有助

2、于探討修飾材料的吸附性能與電化學響應的關(guān)系，可以揭示修飾材料增強電化學響應的本質(zhì)。
　　 此外，α-ZrP結(jié)構(gòu)中的-OH易與有機胺絡合，而聚苯胺(PANI)納米結(jié)構(gòu)具有豐富的功能基團，將α-ZrP與PANI復合時可保留甚至增強兩種材料的特點。此無機-有機復合材料在處理水中有機污染物時能充分發(fā)揮兩種材料的協(xié)同作用，增強對有機污染物的吸附能力。
　　 本論文研究了ZrP類材料（PANI/α-ZrP復合材料、剝離后單層ZrP、

3、多層α-ZrP）用于去除水中陰離子類有機染料以及科學的揭示電極修飾材料與增強響應信號之間的相關(guān)性，主要包括以下內(nèi)容:
　　 第一章綜述了α-ZrP層狀材料的發(fā)展歷史、結(jié)構(gòu)特點以及應用研究等;同時介紹了水中有機染料及重金屬的危害及處理辦法;闡述了本論文的選題思路和研究內(nèi)容。
　　 第二章具體研究了PANI/α-ZrP復合材料對水中有機染料的去除，包括不同吸附性能的復合材料的制備、表征;該復合材料對多種有機染料，如甲基橙、亞

4、甲基藍、剛果紅等吸附去除過程中pH的影響，吸附動力學和吸附熱力學過程。結(jié)果表明，該有機-無機復合材料對有機染料污染物表現(xiàn)出了較強的吸附性能。
　　 第三章論述了在DFT理論計算的輔助下，ZrP修飾電極對水中金屬離子Pb2+的選擇性檢測，研究了電極修飾材料的選擇性吸附性能與電極選擇性響應信號之間的關(guān)聯(lián)性;同時，考察了多層ZrP與單層ZrP修飾電極對Pb2+的響應，進一步研究了修飾材料的吸-脫附性能與電極響應信號之間的關(guān)聯(lián)性。