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《上海工程技术大学》 2016年
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磁性复合材料的合成及催化吸附性质研究

石磊  
【摘要】:有机染料广泛应用于纺织、造纸、塑料和皮革工业中商业产品的着色上。但是,工业废水中的有机染料由于其毒性和生物难降解性可能会造成严重的环境污染问题,进而危害人类的健康。因此,亟待找到一种可以有效去除染料污染物的方法。在已应用于有机污染物去除技术中,吸附和催化是去除染料的一种很好方法。综上所述,我们设计合成了几种磁性复合材料,包括:金属有机骨架化合物(metal-organic framework)和以Fe_3O_4为基质的纳米复合材料,并用亚甲基蓝检测三种材料的吸附和催化性能。具体内容如下:(1)在第一部分,我们通过水热法以醋酸镍和苯并咪唑羧酸合成了一种金属有机骨架化合物(MOF)。因其具有较大的比表面积、有序的孔结构和可调控性,MOF是一种很有应用前景的吸附剂。同时,使用已制备的材料作吸附剂吸附亚甲基蓝,其吸附率可达到85.08%,较大的尺寸和微弱的磁性使得其从溶液中分离更加容易。表明其在去除染料应用中具有巨大潜力。(2)在第二部分,我们采用一步法合成了具有核心-卫星结构的Fe_3O_4@Pdop@Au复合纳米材料。已制备的复合材料具有核壳结构,其中聚多巴胺是外壳层。在多巴胺聚合过程中加入金纳米粒子,大部分“卫星”金纳米粒子被嵌入到Fe_3O_4@Pdop的表面。所得Fe_3O_4@Pdop@Au复合纳米材料不仅在外加磁场作用下磁响应强烈,同时在室温下对亚甲基蓝(MB)催化也具有很高的性能。(3)在第三部分,我们采用一种简单有效的方法:将磁性碳纳米管和钯纳米粒子在聚吡咯作―胶水‖的作用下合成了多功能的纳米电缆CNTs/Fe_3O_4@PPy@Pd。聚吡咯的厚度可通过前驱体的量很容易控制。此外,应用此方法金纳米粒子也很容易修饰到CNTs/Fe_3O_4@PPy表面上去。已制备材料的催化活性用亚甲基蓝来进行测定,结果表明:经过多次循环后CNTs/Fe_3O_4@PPy@Pd依然具有很高的催化活性。
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