智能型聚合物包覆磁性納米Fe3O4催化降解含酚廢水研究.pdf

1、酚類化合物是一種重要的化工原料，但是含酚廢水嚴重的影響著人們的日常生活，危害人體健康，造成環(huán)境的嚴重污染。因此，對水中酚類化合物的治理已經(jīng)成為環(huán)境工作者關注的焦點。
　　 納米Fe3O4應用于環(huán)境污染物降解的研究已經(jīng)成為一個新的熱點，納米Fe3O4與普通Fe3O4相比，具有粒徑小，比表面積大，表面能大等特點。近年來一些研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e3O4具有類似于過氧化物酶的特性，可用其取代二價鐵離子進行Fenton反應，不僅具有高催化活性，而

2、且能夠減少沉淀的生成。但是現(xiàn)有文獻報道中提到的納米Fe3O4的pH適用范圍較窄，穩(wěn)定性差，嚴重影響了其在工業(yè)上的推廣應用?；诖耍斜匾M行相關的實驗研究，以期合成出pH值適用范圍廣的催化劑材料。
　　 本論文在中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金項目的資助下，對納米Fe3O4的制備方法進行改進，制備了pH適應性范圍廣的納米磁性催化劑以及pH敏感性聚合物包覆納米Fe3O4，考察了其在類Fenton反應的應用，探討了催化氧化反應的機理；

3、論文的主要研究內容為：
　　 1．用改進的化學共沉淀法制備了pH適應范圍廣的納米磁性Fe3O4，運用透射電鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)、振動磁強計(VSM)、紅外光譜(FT-IR)、X射線光電子能譜(XPS)、X射線能譜(EDS)等測試手段對納米材料的形貌、結構和組成進行了表征。結果表明，制備出的納米顆粒為Fe3O4，平均粒徑為15nm，飽和磁化強度為57.41emu/g。
　　 2．用制備的高pH適應性的納米磁性

4、Fe3O4(中性環(huán)境下，3h內COD的去除率可達70％)應用于苯酚的氧化降解，進行單因素實驗，考察溶液初始pH、納米Fe3O4投加量、苯酚初始濃度、溫度等因素對反應的影響。優(yōu)化類Fenton反應的使用條件。通過對溶液的pH值以及鐵的溶出進行測定，考察自由基的作用，推斷反應機理。
　　 3．用接枝共聚法制備出pH敏感型聚合物包覆納米Fe3O4，其中聚合物為羧甲基纖維素鈉和丙烯酸的接枝共聚物(CMC-co-AA)。并將制備的納米材料

5、用于類Fenton反應，考察單因素變化的影響，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過包覆的納米Fe3O4的pH適用范圍和催化活性有所提高。對其進行表征，發(fā)現(xiàn)pH敏感型聚合物成功地包覆在納米Fe3O4上，與未包覆納米Fe3O4比，包覆型納米Fe3O4呈現(xiàn)了較好的分散狀態(tài)。在pH為2～12的范圍內，聚合物呈現(xiàn)伸展狀態(tài)，當pH小于2或者大于12時，聚合物呈現(xiàn)收縮狀態(tài)。催化活性和pH適用范圍均有所提高，在pH為9的堿性環(huán)境下，120min內對苯酚的轉化率接近100%，COD