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《有序介孔碳負載納米零價鐵復合材料的合成、結(jié)構(gòu)調(diào)控及應用研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士論文有序介孔碳負載納米零價鐵復合材料的合成、結(jié)構(gòu)調(diào)控及應用研究摘要針對納米零價鐵在應用中存在的易氧化失活及易團聚的兩大技術(shù)難題,提出了構(gòu)筑有序介孔碳負載納米零價鐵復合材料(Fe/OMC)的研究思路。以三嵌段共聚物F127為模板劑,間苯二酚-甲醛(I強)縮聚形成的酚醛樹脂為碳源,F(xiàn)e(N03)3·9H20為金屬源,在不外加酸的情況下經(jīng)軟模板路線成功制各出了介孑L結(jié)構(gòu)規(guī)整,納米鐵顆粒高度分散的Fe/OMC復合材料。采用X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TE舊、N2吸附、拉曼光譜(Raman)等手段對材料結(jié)構(gòu)進行表征,詳細考察了合成條件對復合材料結(jié)構(gòu)的影響。以2,4,6.
2、三硝基甲苯(TNT)為目標污染物,研究了不同反應條件下Fe/OMC對水中TNT的吸附降解過程,初步探討了降解反應機理。同時研究了Fe,Co,Ni對有序介孑L碳材料的催化石墨化作用,并考察了石墨化程度對甲醇氧化電催化性能的影響。實驗結(jié)果顯示:1.制備介孔結(jié)構(gòu)規(guī)整、鐵的負載量大且分散性好的Fe/OMC復合材料的最佳合成條件為:酚醛比1/1.5,老化時間60h,惰性氣體氣氛800oC碳化,升溫速率1.5oC/min。2.Fe/OMC對TNT的去除是一個吸附與降解的協(xié)同作用過程。TNT的去除率隨材料投加量和有序度的增加而增加,較低的pH有利于降解反應的進行。TNT的降解路徑可
3、能為苯環(huán)上的-N02被還原為-NHOH迸一步被還原為相應的氨基產(chǎn)物。3.XRD、TEM、Raman等表征結(jié)果證實低溫下Fe,Co,Ni對有序介孔碳材料具有催化石墨化作用。金屬對碳材料石墨化的催化作用為:Fe>Co>Ni。具有較高石墨化程度的Pt.Fe/OMC顯示出較好的電催化活性,甲醇氧化峰的電流高達258mA.mg~Pt,是商用催化劑的2.2倍,且其具有較強抗CO中毒能力,Iglb高達1.98。關(guān)鍵詞:納米零價鐵,有序介孔碳,TNT,還原,石墨化Abstract碩士論文Duetoitssmallsizeandextremelyhi曲reactivity,nanosc
4、aledzero·valentironfNZVI)hasastrongtendencytoaggregateandmaybeself-igniteoroxidizedwhenexposedtotheair,thuslimiteditsapplication.Toovercomethesedrawbacks,weproposedtodesignnovelsupportedNZVIcompositesusingorderedmesoporouscarbonassupports(Fe/OMC).Inthisarticle,orderedFe/OMCwithhighlydis
5、persedironnanoparticlesweredirectlysynthesizedthroughsimplesoft·templatingrouteswithoutadditionofanymineralacidbyusingresorcinol-formaldehyde(1心)asacarbonprecursor,triblockcopolymcrPluronicF127asatemplateagentandhydratedironnitrite嬲anironsource.Theresultantmaterialswerecharacterizedusin
6、gX—raydiffraction(XRD),transmissionelectronmicroscopy(TEM),nitrogensorptionandRRmanspectrometrytechniques.TheinfluenceofsyntheticconditionsonthestructureofFe/OMCWasinvestigatedindetail.Bychoosing2,4,6-trinitrotoluene(TNr)嬲atargetpollutant,westudieditsabsorptionanddegradationprocessusing
7、theobtainedFe/OMCmaterialsatdifferentreactionconditionsandproposedapossibledegradationmechanism.Furthermore,weinvestgatedcatalyticgraphitizationofOMCmaterialsinthepresenceofFe,Co,NiandcomparedtheelectrochemicalpropertiesofPtsupportedM/OMC(M=Fe,Co,Ni)materials、^,ithdifferentgrap