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磁性印迹吸附材料选择性去除水中氯酚污染物

邹斐飞

   水环境中微量氯代酚类污染物对环境和生物体有很大的危害,吸附法是处理这类污染物最简单的方法之一。而一般的吸附剂很难从环境样品中将这类物质有选择性的吸附出来;吸附剂与环境基质的分离通常需要离心,比较费时;吸附剂的再生需要大量的溶液,造成溶液的浪费。因此需要寻找一种具有选择性,并且能实现快速分离、再生的吸附材料。 本实验以解决以上的问题为出发点,将磁分离、选择性吸附、光催化再生结合起来,开发用于水中微量氯代酚类污染物处理的新型吸附材料。这种材料能选择性的吸附水中的2,4DCP,并能快速的实现分离与再生。实验中对该材料进行了TEM、XRD、TGA、VSM、FT-IR等一系列的表征,探讨优化了制备这种新型材料过程中的影响因素,并对材料的吸附及再生性能进行了全面的探讨。 (1)结合化学沉淀法-包埋法-沉淀聚合法,制备磁性分子印迹光催化材料。首先利用化学沉淀法制备磁性四氧化三铁内核,利用溶胶凝胶法包覆二氧化钛,最后选择合适的功能单体、在无机磁性复合物存在下,以2,4DCP作印迹模板分子,通过热聚合方式引发聚合(60℃);利用溶剂索氏萃取去除印迹分子,最终得到复合吸附催化材料。以4VP为功能单体、聚合物中无机成分添加量为0.5 g时,得到的磁性分子印迹光催化材料对2,4DCP的吸附去除效果最好。TEM、SEM和FI-IR的结果表明得到的聚合材料成规则壳/核球型,而且表面存在着与2,4DCP相匹配的空间空穴;VSM、XRD的测试结果显示MIP层的引入对磁核及Ti02层的性能并没有太大的影响。磁性MIPs对2,4DCP具有较高的选择吸附能力,静态吸附符合Langmuir等温吸附式,最大吸附量达到95.23mg/g,印迹因子为2.98;其过程符合动力学过程。磁性MIPs的再生实验证实了合成的材料可以被多次紫外再生利用,再生率保持在50%以上。 (2)为了提高材料的光催化再生性能,在已经得到的聚合物外表面覆载了一层多孔Ti02光催化材料,并在其中添加金属铈来提高光催化性能。以CaCO3为致孔剂得到的多孔Ti02光催化材料对2,4DCP的吸附性能良好,在短时间内就能达到吸附平衡,而且光催化降解率接近100%。将多孔Ti02光催化材料覆载在磁性分子印迹光催化材料表面后,材料的吸附能力并没有下降,而光催化再生性能得到大大的提高,可以达到70%。……   
[关键词]:磁分离;分子印迹;光催化再生;吸附;2;4DCP
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:大连理工大学2010年