納米管三維多孔材料的制備及其在偏二甲肼污水處理方面的應(yīng)用.pdf

1、偏二甲肼作為衛(wèi)星、飛船、導(dǎo)彈等發(fā)射試驗(yàn)和運(yùn)載火箭的主體燃料，其對(duì)水體的污染一直倍受重視。目前偏二甲肼污水處理的技術(shù)存在著安全系數(shù)低能耗高、二次污染物種類多、運(yùn)行成本高和毒性大等缺點(diǎn)，為此有必要開發(fā)尋找新的偏二甲肼污水處理技術(shù)。目前在研的偏二甲肼污水處理方法主要分為以下三種:(1)化學(xué)方法:利用臭氧或者具有微納米結(jié)構(gòu)，較高比表面積的催化劑，如二氧化鈦，通過氧化還原反應(yīng)、電化學(xué)反應(yīng)或者光化學(xué)反應(yīng)降解偏二甲肼;(2)物理方法:采用活性炭吸附劑

2、或離子交換樹脂通過吸附和離子交換的方法清除偏二甲肼，然后通過加熱脫除吸附的偏二甲肼;(3)生物方法:利用藻類、微生物等具有污水凈化能力的生物體的新陳代謝凈化污水。
　　本文首先采用化學(xué)方法降解偏二甲肼:利用銀摻雜的二氧化鈦納米顆粒通過光化學(xué)反應(yīng)催化降解偏二甲肼。采用溶膠凝膠法成功制備了不同質(zhì)量比例的銀摻雜的二氧化鈦納米顆粒，通過SEM、TEM和BET測(cè)試表明，粒徑大小在20-50nm，隨著銀摻雜量的增加粒徑有變大的趨勢(shì)XRD結(jié)果顯

3、示二氧化鈦的晶型隨銀摻雜量增加也有所變化。然后通過3小時(shí)的紫外光催化降解偏二甲肼，研究表明銀摻雜量為5wt％的二氧化鈦納米顆粒降解效果最佳。
　　在上述實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)上，利用聚氨酯泡沫為模板制備碳/碳納米管(C/CNTs)復(fù)合泡沫材料，再將制備的碳/碳納米管復(fù)合泡沫材料置于濃硫酸中酸化，采用SEM及N2吸附表征C/CNTs形貌和介孔結(jié)構(gòu)，光學(xué)圖片表明復(fù)合泡沫材料能夠滿足自然光從多個(gè)方向穿透并在內(nèi)部散射，然后在其表面修飾銀摻雜為5wt

4、％的二氧化鈦顆粒制備得到碳/碳納米管/二氧化鈦/銀（C/CNTs/TiO2/5wt％Ag）復(fù)合泡沫材料，通過SEM表征證明TiO2/5wt％Ag納米顆粒成功修飾在了碳/碳納米管復(fù)合泡沫材料的孔壁及其CNTs的表面，再通過3小時(shí)的紫外光催化降解反應(yīng)，研究表明制得的C/CNTs/TiO2/Ag復(fù)合材料在紫外光下催化降解偏二甲肼有一定的效果，隨著降解時(shí)間的增加降解量越來越大，但是降解的速率越來越緩慢。
　　然后采用物理方法吸附偏二甲肼:

5、制備聚合物納米管P-DVB離子交換樹脂通過吸附和離子交換的方法清除偏二甲肼。首先制備出大塊三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的納米管聚合物(P-DVB)，然后將其磺化制備得到離子交換樹脂(PNTs-SO3H)，SEM、TEM及BET表征顯示，PNTs-SO3H是具有竹節(jié)狀中空結(jié)構(gòu)的納米管，其較大的比表面積和中空結(jié)構(gòu)有助于吸附作用，等溫吸附曲線表明PNTs-SO3H有較強(qiáng)的吸附能力;然后我們?cè)陉栯x子聚合條件下做了不同苯乙烯含量的二乙烯苯的共聚物，通過研究其形貌