TiO 2 /改性煤系高岭土纳米复合材料的制备及其吸附性能研究

发布时间：2025-05-11 07:10

　　近年来,大量工业污水排放到自然环境中,对生态平衡和人类健康造成了极大危害。因此,污水处理方法日益受到人们的关注和重视。其中,吸附法成为了目前比较理想的污水治理方法。煤系高岭土经过高温煅烧酸处理后可以得到较好的孔结构和表面性质,可作良好的吸附剂。但其缺点是对阴离子型染料的吸附能力较低。与此相反,TiO₂纳米粒子对阴离子型染料显示出超强的吸附作用。因此,改性后的煤系高岭土与TiO₂纳米粒子复合后其吸附性能可以得到提高。基于这样的思考,本文以改性煤系高岭土为载体,将TiO₂纳米粒子负载在其表面,合成了TiO₂/改性煤系高岭土纳米复合材料,并研究了合成材料对各种染料的吸附性能,具体结果如下:通过对煤系高岭土高温煅烧酸处理后,得到高比表面积的改性煤系高岭土,并以它为载体,以Ti（SO4）2为钛源,采用水热法制备出了TiO₂/改性煤系高岭土纳米复合材料。通过对它们进行X射线衍射分析（XRD）、N2吸附-脱附及孔径分布分析和TEM等表征分析,确定了复合物的结构。结果表明,所制备出的复合物是由改...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述与选题背景
    1.1 环境污染问题
        1.1.1 印染废水的来源、特点及其危害
        1.1.2 印染废水处理的研究现状
    1.2 煤系高岭土综述
        1.2.1 煤系高岭土的来源、性质及环境危害
        1.2.2 煤系高岭土的利用现状
        1.2.3 煤系高岭土的改性工艺
            1.2.3.1 表面改性方法
            1.2.3.2 煅烧改性方法
            1.2.3.3 酸改性方法
            1.2.3.4 碱改性方法
        1.2.4 改性煤系高岭土在水处理中的应用
    1.3 纳米TiO₂综述
        1.3.1 TiO₂的性质
        1.3.2 纳米TiO₂的研究概况
        1.3.3 TiO₂纳米材料在废水处理中的应用
    1.4 复合材料
    1.5 选题背景及意义
    1.6 主要研究内容及创新之处
第二章 TiO₂/改性煤系高岭土纳米复合物的制备与表征
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验设备与试剂
            2.2.1.1 实验设备
            2.2.1.2 实验试剂
        2.2.2 样品的制备
            2.2.2.1 改性煤系高岭土的制备
            2.2.2.2 TiO₂/改性煤系高岭土纳米复合材料的制备
            2.2.2.3 TiO₂纳米粉体的制备
            2.2.2.4 晶粒大小计算
        2.2.3 样品的表征
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 煤系高岭土的改性结果与改性机理讨论
        2.3.2 样品的X射线衍射分析(XRD)
        2.3.3 样品的N2吸附-脱附曲线及孔径分布分析
        2.3.4 样品的透射电镜分析
    2.4 本章小结
第三章 TiO₂/改性煤系高岭土纳米复合物对阴离子型染料的吸附
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验设备与试剂
            3.2.1.1 实验设备
            3.2.1.2 实验试剂
            3.2.1.3 染料的介绍
        3.2.2 吸附性能测试实验
            3.2.2.1 染料标准曲线的绘制
            3.2.2.2 吸附速率实验
            3.2.2.3 溶液pH对吸附的影响
            3.2.2.4 初始浓度对吸附的影响
            3.2.2.5 吸附剂的重复利用实验
        3.2.3 吸附率与吸附量的计算
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 几种吸附剂对刚果红(CR)的吸附
        3.3.2 几种吸附剂对直接耐酸大红(4BS)和弱酸性深蓝(5R)的吸附
            3.3.2.1 染料标准曲线的绘制
            3.3.2.2 时间对吸附的影响
            3.3.2.3 染料溶液pH对吸附的影响
            3.3.2.4 初始浓度对吸附的影响
            3.3.2.5 再生吸附实验
    3.4 本章小结
第四章 TiO₂/改性煤系高岭土复合物对阳离子型染料的吸附
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验设备与试剂
            4.2.1.1 实验设备
            4.2.1.2 实验试剂
            4.2.1.3 染料的介绍
        4.2.2 次甲基蓝的吸附性能测试实验
            4.2.2.1 次甲基蓝标准曲线的绘制
            4.2.2.2 溶液pH对吸附的影响
            4.2.2.3 吸附速率实验
            4.2.2.4 初始浓度对吸附的影响
            4.2.2.5 吸附剂的重复利用实验
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 次甲基蓝溶液标准曲线的绘制
        4.3.2 溶液pH对吸附的影响
        4.3.3 吸附速率探究
        4.3.4 染料初始浓度对吸附的影响
        4.3.5 再生吸附实验
    4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
硕士研究生期间发表的论文
致谢



本文编号：4045040