【摘 要】
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有毒污染物和有机染料的大量排放,导致严重的水体污染。贵金属纳米催化剂由于有优异的催化性能是目前常用的解决水体污染的催化剂。但是贵金属纳米催化剂制备所需的原材料一般都比较昂贵而且储量较少,在催化过程中容易团聚并导致催化剂失活,因此如何提高贵金属纳米催化剂的稳定性及催化剂的重复利用率一直是众多学者关注的热点。本论文选用自然界中广泛分布的天然纳米级粘土矿物为基底,通过水热合成等方法对其进行功能化改性,得
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有毒污染物和有机染料的大量排放,导致严重的水体污染。贵金属纳米催化剂由于有优异的催化性能是目前常用的解决水体污染的催化剂。但是贵金属纳米催化剂制备所需的原材料一般都比较昂贵而且储量较少,在催化过程中容易团聚并导致催化剂失活,因此如何提高贵金属纳米催化剂的稳定性及催化剂的重复利用率一直是众多学者关注的热点。本论文选用自然界中广泛分布的天然纳米级粘土矿物为基底,通过水热合成等方法对其进行功能化改性,得到了一批具有磁性的纳米催化剂载体。粘土基底表面较多的活性位点不仅为后续贵金属纳米催化剂的负载提供了便利,还起到了稳定催化剂的作用,通过载体的磁性分离作用可以实现催化剂的高效催化及循环使用。本论文主要围绕磁性贵金属纳米催化剂的制备表征及对环境污染物4-硝基苯酚的催化性能进行了深入研究。第一部分主要以磁性氨基粘土(AC)为基质与贵金属Pd相结合制备了AC@Fe3O4@Pd纳米催化剂,该纳米催化剂在还原4-硝基苯酚和硝基苯胺的催化还原反应中展示出优良的催化活性及重复使用率。其中,AC@Fe3O4@Pd纳米催化剂对4-硝基苯酚和硝基苯胺的转化率都超过98%并且重复使用率也达到了95%以上。第二部分采用磁性片状锂藻土(Laponite RD,Lap)为载体,通过负载贵金属Pd纳米粒子成功制备出Lap@Mn Fe2O4@Pd纳米催化剂。该催化剂在降解4-硝基苯酚为代表的芳香烃硝基化合物和偶氮染料的催化还原反应中具有出色的催化性能和重复使用率。其中,该催化剂对芳香烃硝基化合物的转化率达到了97%,重复使用率超过了92%。第三部分选用磁性凹凸棒(Pal@Mn Fe2O4)为载体与Au纳米粒子相结合制备Pal@Mn Fe2O4@Au纳米催化剂。该催化剂中有金纳米颗粒的存在,它可以对芳香烃硝基化合物和染料的降解起到很好的作用。通过测试该催化剂对4-硝基苯酚和硝基苯胺的转化率超过了97%,重复使利用率也超过了93%,这充分说明磁性贵金属纳米催化剂具有良好的催化性能和回收率。
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