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、學校代號10532學號S150100065分類號TU99密級公開碩士學位論文EDTA修飾的鈷鐵氧體的制備及其吸附和催化性能的研究學位申請人姓名鄒志炎培養(yǎng)單位土木工程學院導師姓名及職稱施周教授學科專業(yè)市政工程研究方向水質凈化與水污染控制論文提交日期2018年5月27日學校代號：10532學號：S150100065密級：公開湖南大學碩士學位論文EDTA修飾的鈷鐵氧體的制備及其吸附和催化性能的研究學位申請人姓名：鄒志炎導師姓名及職稱：施周教授培養(yǎng)單位：土木工程學院專業(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湖南大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，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的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名：日期：年月日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和閱。本人授權湖南大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)

4、庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。本學位論文屬于1．保密□，在年解密后適用本授權書。2．不保密□√。(請在以上相應方框內打“√”)作者簽名：日期：年月日導師簽名：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重威脅。如何有效去地除水體中的污染物成為國內外關注的熱點問題。鐵氧體因具有高比表面積、高磁響應和易于官能化等優(yōu)點而受到水處理領域研究人員的關注，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致其性能的下降的問題，這便限制了它在實際中的應用。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納米復合材料，根據(jù)EDTA負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)有了質的提升。實驗發(fā)現(xiàn)準二級動力學模型和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、結果表明，15min內EDTA-MNP-1/PMS體系對OG的去除率達到了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)準一級動力學模型能夠很好的模擬OG降解的實驗數(shù)據(jù)，反應體系在pH范圍3.0~9.0內對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)過四次催化反應后在