發(fā)布時間：2024-07-06 01:01

　　隨著全球水污染問題的日益嚴峻,鈷基納米材料因其種類繁多和催化效率高而被廣泛關注。然而,粉末狀納米催化劑的團聚問題以及難以從水中分離等缺點限制了它們的應用。相比于常規(guī)攪拌式催化裝置而言,流動式裝置的操作更加方便,可以對污水進行連續(xù)式的處理。因此,構建出適用于流動態(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。具有三維結構的石墨烯材料,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后達到了更好的催化效果。具體的研究內容如下:(1)針對粉末狀納米催化劑易于團聚的問題,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納米顆粒均勻負載在石墨烯片上,大大提高其催化效果;三維氣凝膠結構的初始通量可以高達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】：88 頁

【學位級別】：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；??

?第二章各向同性鐵酸鈷／石墨烯復合氣凝膠的制備及表征???２．３．２各向同性鐵酸鈷／石墨烯復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）能帶結構示意圖［５６］??Ｆｉｇ．１－４?（Ａ）?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅ?ａｎｄ?（Ｂ）?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｂａｎｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｃ０３Ｏ４?／Ｔｉ〇２＾５６＾??

?北京化工大學碩士學位論文???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聚在一起，??雖然有石墨烯片層作為載體但是并未從本質上解決顆粒的團聚問題。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

?北京化工大學碩士學位論文???實驗中用ＸＲＤ圖譜分析了?ＧＡ，ＣｏＦｅ２〇４和ＣＦＯ＠ＧＡ－Ｉ的晶體結構。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??

?第二章各向同性鐵酸鈷／石墨烯復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