納米結(jié)構(gòu)金屬氧化物的非水體系合成及其在污水處理中的應(yīng)用.pdf

1、傳統(tǒng)的水相合成法通常存在著如下弊端：無定形沉淀的產(chǎn)生，pH值的調(diào)控，金屬鹽在水相中容易水解，由于體系中掩蔽劑、聚合物、膠束等的加入而引入雜質(zhì)等，而這些弊端在非水體系中都能夠得到有效解決。在眾多的非水體系合成路徑中，苯甲醇已經(jīng)被作為溶劑合成了多種納米級的二元金屬氧化物、鈣鈦礦、復(fù)合物等。但是在這些以苯甲醇作為溶劑的合成中，通常選用的是價(jià)格很昂貴的金屬乙酰丙酮鹽和醇鹽作為前驅(qū)體，而且反應(yīng)時間持續(xù)數(shù)天。本論文以金屬硝酸鹽作為前軀體，苯甲醇作為

2、溶劑，在溫和條件下通過一步合成就得到了納米結(jié)構(gòu)的金屬氧化物，大大降低了納米結(jié)構(gòu)材料的制備成本。 環(huán)境污染是人類現(xiàn)在所面臨的共同問題。近年來，逐漸興起的利用納米結(jié)構(gòu)金屬氧化物材料的吸附性能和催化性能處理廢水，為我們提供了一種治理環(huán)境污染的理想方法。本論文具體的研究內(nèi)容分為以下兩個方面： 1.在低溫的苯甲醇體系中制備出了分等級的CeO2納米晶微球，對所得樣品進(jìn)行了XRD，SEM，TEM，HRTEM以及BET表征。分別以模擬污

3、水中無機(jī)污染物鉻（Ⅵ）和有機(jī)污染物羅丹明B為目標(biāo)污染物，測試合成出的CeO2納米晶微球的吸附和污水治理效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該吸附劑能有效去除污水中的鉻（Ⅵ）和羅丹明B。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們還提出了可能的吸附機(jī)理。 2.進(jìn)一步利用微波輔助苯甲醇體系一步合成了納米Cu2O，ZnO，CeO2和Co3O4粉體。這種合成方法能夠?qū)⒎磻?yīng)時間縮短至15分鐘。我們對所得樣品進(jìn)行了XRD，SEM和TEM表征。為了測試這些微波輔助制備的納米結(jié)構(gòu)過渡金

4、屬氧化物的環(huán)境催化性能，我們用聚四氟乙烯作為粘結(jié)劑將Cu2O納米晶和多壁碳納米管粘合在一起構(gòu)成復(fù)合電極Cu2O/CNTs/PTFE，并通過XRD、SEM和EDX對該復(fù)合電極進(jìn)行了表征，發(fā)現(xiàn)基于此復(fù)合電極作為陰極的新型電-Fenton體系能夠有效地降解污水中羅丹明B。我們仔細(xì)地考察了基于Cu2O/CNTs/PTFE復(fù)合陰電極電-Fenton體系中影響羅丹明B降解效率的一些因素，考察了電極的穩(wěn)定性和可重復(fù)利用性，并對實(shí)驗(yàn)的機(jī)理進(jìn)行了簡單的推