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《浙江工业大学》 2017年
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基于Fe_3O_4/SiO_2纳米磁性复合材料的环境应用

俞春磊  
【摘要】:随着工农业的不断发展,有毒有害化学物质被源源不断的排入生态系统,其中以有毒有害重金属离子和有机污染物最为严重和典型。由于受到大众的广泛关注,处理技术也得到了不断的发展和创新,然而由于成本的原因,很多行之有效的处理技术仅仅停留在实验研究阶段,所以降低成本是实现工业化的必经之路。水合二氧化锰是一种合成方法简单、环境友好型的吸附剂,对重金属离子具有良好的吸附效果;钯纳米颗粒作为一种纳米级的贵金属催化剂,对卤代有机物催化脱卤具有良好的效果。这两种材料一直以来都在环境污染物控制领域扮演着重要的角色,然而均存在着颗粒粒径小、难以回收利用等难以突破的技术瓶颈,故两种材料在实际废水规模处理中难有建树。本论文引入一种合成方法简单,化学稳定性强的纳米磁性载体四氧化三铁包裹二氧化硅(Fe_3O_4@SiO_2),成功将以上两种功能性材料通过简单的化学方法负载,得到分散稳定的纳米磁性复合材料。该磁性复合材料在外加磁场作用下容易实现固液分离和循环使用,此举大大降低了应用成本,使其实际应用成为可能。对于Fe_3O_4@SiO_2-MnO_2,考察其对水体中Cu(II)、Cd(II)的吸附性能受pH、竞争离子、反应时间的影响。结果显示:Fe_3O_4@SiO_2-MnO_2对Cu(II)、Cd(II)的吸附受p H影响很大,最适pH6。该复合材料具有良好的选择性,吸附速度极快,15 min基本达到吸附平衡。相比于Fe3O4NPs-MnO_2在强酸性环境下具有更强的化学稳定性,有利于酸性环境下的吸附剂再生。对于模拟废水中Cu(II)的去除具有良好的循环使用效果,对于Cd(II)的循环使用效果则不甚理想。对于Fe_3O_4@SiO_2-Pd,考察了其对于水体中三氯乙烯(TCE)的降解效果受pH、Cl-、溶解性有机物(DOM)的影响。结果显示:Fe_3O_4@SiO_2-Pd对三氯乙烯(TCE)的降解在p H 4-10之间,基本不受影响,而高浓度的Cl-和DOM对降解效果都有较大的影响。由于Cl-的吸附导致的催化剂暂时性失活可以通过简单的去离子水静置再生,在八次再生循环使用之后依然保持很高的催化活性。
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB33;X52

【参考文献】
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