CNTs-MnO2-PANI三元復(fù)合材料的制備、表征及其在曝氣工藝中的應(yīng)用.pdf

1、水是生命之源，是人類生存所必不可少的。但是隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境問題日益突顯，水資源的污染也日益嚴(yán)重，污水治理刻不容緩。目前，處理污水、凈化水質(zhì)的方法有很多，其中見效快且不會(huì)引入新的污染的治理手段就是人工輔助增氧，也就是人工曝氣修復(fù)技術(shù)。因曝氣工藝對(duì)環(huán)境影響小，處理效果好，操作簡(jiǎn)便的優(yōu)勢(shì)，成為了污水處理的研究熱點(diǎn)。
　　目前人們關(guān)注較多的是曝氣設(shè)備的改進(jìn)或者曝氣方式的改善，然而這些都存在著不同程度的操作困難、可行性低和成本高等問

2、題，如果我們從分子層面來(lái)考慮對(duì)曝氣工藝進(jìn)行改善，或許會(huì)取得出人意料的效果。CNTs是一種新型材料，其較高的化學(xué)穩(wěn)定性，介孔性和表面活性使得它開始應(yīng)用到了環(huán)境工程水處理中。
　　考慮到CNTs價(jià)格較為昂貴，極易在水中集結(jié)成束的缺陷，本論文利用機(jī)械強(qiáng)度高，比表面積大的CNTs做載體與成本較低且具有較高吸附容量的二氧化錳納米材料和導(dǎo)電功能性聚合物聚苯胺制備了碳納米管-二氧化錳-聚苯胺三元復(fù)合材料，開展了固相功能性介質(zhì)對(duì)曝氣工藝中氣液傳質(zhì)

3、效率的影響研究。
　　采用原位聚合法制備了CNTs-MnO2納米復(fù)合材料，并通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、X-射線粉末衍射儀（XRD）、傅立葉變換紅外光譜儀（FTIR）等表征手段對(duì)所制備的復(fù)合材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)、晶形結(jié)構(gòu)和形貌特征等進(jìn)行分析，結(jié)果證明復(fù)合材料比單一材料可以更好的增強(qiáng)氣液傳質(zhì)效率，可能是因?yàn)閺?fù)合材料具有更高的孔隙率，進(jìn)而增加了吸附活性位點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，仍然是采用原位聚合法，利用二元復(fù)合材料為原料

4、，制備了CNTs-MnO2/PANI三元納米復(fù)合材料，并通過(guò)XRD、FT-IR、TEM和 SEM等表征手段進(jìn)行分析，結(jié)果表明聚苯胺顆粒成功復(fù)合在了二元材料表面，進(jìn)一步增加了材料的表面活性，并且加入了大量的氨基和亞氨基功能集團(tuán)，可以在水處理中作為催化劑及吸附劑。
　　我們研究了所制備的復(fù)合材料對(duì)于充氧速率及氣液傳質(zhì)的影響，考察了固相介質(zhì)的劑量、攪拌速率和種類對(duì)氣液傳質(zhì)能力的強(qiáng)化效果，證明了復(fù)合材料比單一材料對(duì)氣液傳質(zhì)具有更強(qiáng)的強(qiáng)化能