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高效高通量鐵酸鈷/石墨烯復(fù)合氣凝膠降解水污染物的應(yīng)用研究

發(fā)布時(shí)間:2024-07-06 01:01
  隨著全球水污染問題的日益嚴(yán)峻,鈷基納米材料因其種類繁多和催化效率高而被廣泛關(guān)注。然而,粉末狀納米催化劑的團(tuán)聚問題以及難以從水中分離等缺點(diǎn)限制了它們的應(yīng)用。相比于常規(guī)攪拌式催化裝置而言,流動(dòng)式裝置的操作更加方便,可以對污水進(jìn)行連續(xù)式的處理。因此,構(gòu)建出適用于流動(dòng)態(tài)裝置中的三維(3D)宏觀納米催化劑是解決上述問題的重要方法。具有三維結(jié)構(gòu)的石墨烯材料,由于較大的比表面積和較高的孔隙率而具有較大的通量更適合作為納米催化劑的載體。在本文中,一方面通過各向同性的鐵酸鈷/石墨烯氣凝膠對比證明了流動(dòng)態(tài)體系的優(yōu)勢;另一方面通過定向冷凍干燥的方法得到排列均勻的各向異性石墨烯氣凝膠,對前一體系加以改進(jìn)后達(dá)到了更好的催化效果。具體的研究內(nèi)容如下:(1)針對粉末狀納米催化劑易于團(tuán)聚的問題,采用一步水熱法合成一種新型的鐵酸鈷/石墨烯水凝膠,繼而通過冷凍干燥制得各向同性氣凝膠。十二烷基硫酸鈉(SDS)有助于CoFe2O4納米顆粒均勻負(fù)載在石墨烯片上,大大提高其催化效果;三維氣凝膠結(jié)構(gòu)的初始通量可以高達(dá)1600 L m-2 h-1,后穩(wěn)定至300 L m-2 h-1。得益于石墨烯氣凝膠的吸附作用和鐵酸鈷的催化作用,在...

【文章頁數(shù)】:88 頁

【學(xué)位級別】:碩士

【部分圖文】:

圖1-3各種形態(tài)的納米C〇304的透射電子顯微鏡(TEM)圖像:(A)納米球;(B)納米立方體;(C)??納米棒;(D)納米片;(E)納米環(huán)[44]??Fig.?1-3?Transmission?electron?microscope?(TEM)?images?of?various?morphologies?of?nano-C〇3〇4?:?(A)??nanospheres;?(B)?nanocubes;?(C)?nanorods;?(D)?nanosheets;??

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?第二章各向同性鐵酸鈷/石墨烯復(fù)合氣凝膠的制備及表征???2.3.2各向同性鐵酸鈷/石墨烯復(fù)合氣凝膠的形貌表征??圖2-3?(a,b)CoFe204納米粒子的TEM圖像;(c,?d)?CFO@GA-I在無SDS時(shí)的SEM圖像??Fig.?2-3?(a,?b)?TEM?of?CoF....


圖1-4C〇3〇4/Ti02的(A)TEM圖像和(B)能帶結(jié)構(gòu)示意圖[56]??Fig.1-4?(A)?TEM?image?and?(B)?schematic?representation?of?the?band?structure?of?C03O4?/Ti〇2^56^??

圖1-4C〇3〇4/Ti02的(A)TEM圖像和(B)能帶結(jié)構(gòu)示意圖[56]??Fig.1-4?(A)?TEM?image?and?(B)?schematic?representation?of?the?band?structure?of?C03O4?/Ti〇2^56^??

?北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文???如圖2-4?a-b所示,在加入SDS之前,CoFe2〇4納米顆粒會緊緊地團(tuán)聚在一起,??雖然有石墨烯片層作為載體但是并未從本質(zhì)上解決顆粒的團(tuán)聚問題。如圖c-d所示,??在加入表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)之后,CoFe2〇4會均勻分布在石墨烯片....


圖1-5?(a)非定向冷凍和(b)定向冷凍石墨烯氣凝膠制備示意圖(c)非定向冷凍和(d)定向冷??凍石墨烯氣凝膠掃描電子顯微鏡[1G2]??Fig.?1-5?The?preparation?diagram?of?(a)?non-directional?freezing?and?(b)?directional?freezing?graphene??101

圖1-5?(a)非定向冷凍和(b)定向冷凍石墨烯氣凝膠制備示意圖(c)非定向冷凍和(d)定向冷??凍石墨烯氣凝膠掃描電子顯微鏡[1G2]??Fig.?1-5?The?preparation?diagram?of?(a)?non-directional?freezing?and?(b)?directional?freezing?graphene??101

?北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文???實(shí)驗(yàn)中用XRD圖譜分析了?GA,CoFe2〇4和CFO@GA-I的晶體結(jié)構(gòu)。從圖2-7??中可以看出,22.8°的峰歸因于石墨烯,而在18.3°、30.1°、35.4°、37.1°、43.1°、??53_4°、57.0°、62.6°?和?74.0°....


圖2-2石墨烯水凝膠在水熱過程之后的(a)俯視圖和(b)主視圖??Fig.?2-2?(a)?Top-view?and?(b)?side-view?photographs?of?graphene?hydrogel?before?and?after??

圖2-2石墨烯水凝膠在水熱過程之后的(a)俯視圖和(b)主視圖??Fig.?2-2?(a)?Top-view?and?(b)?side-view?photographs?of?graphene?hydrogel?before?and?after??

?第二章各向同性鐵酸鈷/石墨烯復(fù)合氣凝膠的制備及表征???—、Pf?誦??ImmI??nmv??l一.??"7?1??|i:lfl??1扇??圖2-11流動(dòng)態(tài)催化測試裝置示意圖??Fig.?2-11?The?digital?photograph?of?a?flow-type?se....



本文編號:4001818

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