EDTA修飾的鈷鐵氧體的制備及其吸附和催化性能的研究

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1、學(xué)校代號10532學(xué)號S150100065分類號TU99密級公開碩士學(xué)位論文EDTA修飾的鈷鐵氧體的制備及其吸附和催化性能的研究學(xué)位申請人姓名鄒志炎培養(yǎng)單位土木工程學(xué)院導(dǎo)師姓名及職稱施周教授學(xué)科專業(yè)市政工程研究方向水質(zhì)凈化與水污染控制論文提交日期2018年5月27日學(xué)校代號：10532學(xué)號：S150100065密級：公開湖南大學(xué)碩士學(xué)位論文EDTA修飾的鈷鐵氧體的制備及其吸附和催化性能的研究學(xué)位申請人姓名：鄒志炎導(dǎo)師姓名及職稱：施周教授培養(yǎng)單位：土木工程學(xué)院專業(yè)名稱：市政工程論文提交日期：2018年5月27日論文答辯日期：2018年5月30日答辯委員會主席：許仕榮教授Thepape

2、rationofanovelmagneticEDTAfunctionalizedCoFe2O4nanoparticlesandtheirstudyofadsorptionandcatalyticabilitybyZOUZhiyanB.E.(HunanUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinMunicipalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySuperviso

3、rProfessorSHIZhouMay,2018湖南大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和閱。本人授權(quán)湖南大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)

4、庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1．保密□，在年解密后適用本授權(quán)書。2．不保密□√。(請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打“√”)作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日IEDTA修飾的鈷鐵氧體的制備及其吸附和催化性能的研究摘要近年來，水污染問題對人類生存造成了嚴(yán)重威脅。如何有效去地除水體中的污染物成為國內(nèi)外關(guān)注的熱點問題。鐵氧體因具有高比表面積、高磁響應(yīng)和易于官能化等優(yōu)點而受到水處理領(lǐng)域研究人員的關(guān)注，其中CoFe2O4因其優(yōu)異的性能而備受矚目，但磁性納米粒子存在容易積聚而導(dǎo)致其性能的下降的問題，這便限制了它在實際中的應(yīng)用。本研究通過簡易的水

5、熱合成法制備了EDTA修飾的CoFe2O4磁性納米顆粒材料以優(yōu)化純CoFe2O4的吸附和催化性能，具體研究內(nèi)容如下：（1）采用簡易的水熱合成法制備了EDTA官能化的CoFe2O4納米復(fù)合材料，根據(jù)EDTA負(fù)載量的不同分別記為EDTA-MNP-1、EDTA-MNP-2、EDTA-MNP-3和EDTA-MNP-4，盡管EDTA的摻入會降低材料的飽和磁化強(qiáng)度，但在外部磁場的作用下仍然能夠與水溶液實現(xiàn)快速分離。通過儀器分析表明，EDTA的加入雖然會增加EDTA-MNP物理性能，如比表面積、孔洞尺寸和孔洞容積等，但過量的EDTA會累積在材料的表面并降低EDTA-MNP的穩(wěn)定性。（2）采用水溶

6、液中的Cu(Ⅱ)的吸附去除實驗以研究EDTA-MNP吸附性能。相較于純CoFe2O4而言，EDTA的加入對CoFe2O4吸附Cu(Ⅱ)有了質(zhì)的提升。實驗發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)二級動力學(xué)模型和Langmuir等溫吸附模型能夠很好地擬合實驗數(shù)據(jù)，擬合得EDTA-MNP-1的最大飽和吸附容量為323K下的73.26mg·g-1，高于大部分文獻(xiàn)報道的實驗數(shù)據(jù)。EDTA-MNP-1在四個吸附-解吸循環(huán)后對Cu(Ⅱ)的吸附能力仍然保持在90%以上。實驗證明EDTA-MNP-1是一種穩(wěn)定好、去除效率高、有應(yīng)用前景的重金屬離子吸附劑。（3）選用EDTA-MNP-1作為PMS的非均相催化劑以去除水溶液中的OG。實驗

7、結(jié)果表明，15min內(nèi)EDTA-MNP-1/PMS體系對OG的去除率達(dá)到了93%，而相同條件下CoFe2O4/PMS體系對OG的去除率僅有57%，表明EDTA的加入顯著增加了體系的氧化速率。實驗發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)一級動力學(xué)模型能夠很好的模擬OG降解的實驗數(shù)據(jù)，反應(yīng)體系在pH范圍3.0~9.0內(nèi)對OG均保持較高的去除速率。通過自??由基淬滅實驗和EPR測試分析后發(fā)現(xiàn)，體系中產(chǎn)生了OH?和SO?自由基，但SO?44相較于OH?是主要的活性成分。EDTA-MNP-1經(jīng)過四次催化反應(yīng)后在