超聲波條件下制備膨脹石墨負(fù)載的納米二氧化鈦及偶氮染料污水處理的研究.pdf

1、本論文回顧了磷片石墨、石墨層間化合物(可膨脹石墨)和膨脹石墨的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，以及近幾年以磷片石墨為原材料制備石墨層間化合物和膨脹石墨的方法，以詳實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)介紹了膨脹石墨近年來(lái)在水體油污染、水體染料污染治理上的應(yīng)用。同時(shí)，簡(jiǎn)要地回顧了納米二氧化鈦的制備，以及在水體污染治理上的應(yīng)用。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析指出，盡管膨脹石墨具有較強(qiáng)的吸附功能，納米二氧化鈦具有較強(qiáng)的光催化降解功能，但是這兩種材料在應(yīng)用于水體污染治理過(guò)程中的作用均是單一的。因此，制備一種

2、新的復(fù)合物材料，將膨脹石墨的吸附性能和納米二氧化鈦的光催化降解性能結(jié)合是十分必要的。 本論文在我們研究室擁有完全獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的制備膨脹石墨負(fù)載的納米二氧化鈦復(fù)合材料的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有的制備方法進(jìn)行改造，引入超聲波進(jìn)一步簡(jiǎn)化制備工藝路線，首次發(fā)明了在超聲波條件下制備膨脹石墨負(fù)載的納米二氧化鈦復(fù)合材料的新工藝。并對(duì)該復(fù)合物材料進(jìn)行了掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X-射線衍射的結(jié)構(gòu)表征，這些表征說(shuō)明該復(fù)合材料與我們以前制備的膨脹石墨

3、負(fù)載的納米二氧化鈦復(fù)合材料具有相同的形貌和結(jié)構(gòu)。另外，這種新方法也首次被證明不僅可以制備出含硫的膨脹石墨負(fù)載的納米二氧化鈦復(fù)合材料，還可以制備出不含硫的膨脹石墨負(fù)載的納米二氧化鈦復(fù)合材料。 在研究過(guò)程中，我們以偶氮染料(甲基橙、活性艷紅X-3B、酸性黃42＃、酸性紅249、酸性媒介棕RH)的水溶液作為模擬廢水，分別用不含硫的和含硫的膨脹石墨負(fù)載的納米二氧化鈦復(fù)合材料對(duì)上述廢水樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示輻射源、膨脹石墨負(fù)載的納米

4、二氧化鈦復(fù)合材料的用量、廢水溶液的酸性、廢水溶液的濃度和反應(yīng)溫度對(duì)模擬廢水的脫色率有影響。盡管不含硫的和含硫的膨脹石墨負(fù)載的納米二氧化鈦復(fù)合材料都具有膨脹石墨的吸附能力和納米二氧化鈦的光催化降解能力，但是在上述影響因素上產(chǎn)生出來(lái)的脫色率是不同的。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果充分證明在超聲波條件下制備的膨脹石墨負(fù)載的納米二氧化鈦復(fù)合材料具有較強(qiáng)的吸附和光催化降解的能力，也證明了含硫的和不含硫的膨脹石墨復(fù)合材料在處理模擬染料廢水過(guò)程中的處理能力不一

5、樣，為應(yīng)用膨脹石墨負(fù)載的納米二氧化鈦復(fù)合新材料處理實(shí)際染料廢水提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。在本論文的最后一章中，我們對(duì)膨脹石墨負(fù)載的納米二氧化鈦復(fù)合材料對(duì)模擬廢水產(chǎn)生的吸附和光降解的機(jī)理進(jìn)行了探討，也獲得了一些有意義的結(jié)論。相關(guān)的研究報(bào)告已經(jīng)在國(guó)外Ultrasonics Sonochemistry(SIC影響因子2007年2.434)和國(guó)內(nèi)核心期刊《非金屬礦》上進(jìn)行了報(bào)告。 本論文要做的主要工作如下： 1.以磷片石墨為原材料，利