钼系负载型材料的制备及其对重金属的选择吸附性能研究

来源 :南昌航空大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:whp_cac
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大量有害的重金属离子,例如Ag(Ⅰ)为通过工业废水排放到环境中对生态系统和人类健康造成重大危害,具体而言,Ag(Ⅰ)对水生生物有剧毒,在人类体内积累后会导致多种疾病身体。但与此同时银又是具有高附加值的贵金属,能应用于多种行业,因此去除水体中的Ag(Ⅰ)并资源化银是具有很大的意义的。传统的粉末吸附剂具有难回收,易产生二次污染等缺点,而载体吸附剂填补了传统粉末吸附剂的缺点。因此,本研究以银离子为目标污染物。钼系材料因为其独特的物理化学结构,在重金属吸附中存在其独有的优势,被认为是一种最为有效吸附剂。本文选用在不同的载体上负载钼系材料,研究其对银离子的吸附性能。具体内容如下:
  1、通过电化学循环伏安法在导电玻璃FTO上制备出无定型的氧化钼薄膜MoOx@FTO。并通过XRD分析,证实了这种MoOx是无定型的,通过XPS分析得出这种MoOx薄膜是具有混合价态的Mo(Ⅴ),Mo(Ⅵ)。并通过吸附Ag(Ⅰ)的吸附容量达到了超高的3108.02mg/g。通过XRD,XPS,SEM分析,证实了Ag(Ⅰ)吸附后的产物为单质银。另外通过机理分析,可以得到MoOx@FTO材料是以还原为主的去除机理。还通过选择性吸附实验得到MoOx@FTO材料对Ag(Ⅰ)具有超高的选择性系数。还通过抗扰化的实验证实了MoOx@FTO材料,能在pH=1的条件下也不影响其吸附性能,另外盐度和干扰离子腐殖酸的条件下,也并未对吸附剂的吸附性能产生抑制,并在不同尺寸的FTO上成功负载出MoOx,说明了这种电化学合成方法具有一定的推广性。根据上述的结论说明这种MoOx@FTO材料具有实际废水处理应用的前景。
  2、为了探究无定型氧化钼MoOx在流动反应中的吸附Ag(Ⅰ)情况,通过电化学循环伏安法在导电玻璃碳布上制备出无定型的氧化钼薄膜MoOx@碳布。在流动反应器中进行流动的吸附实验,对Ag(I)具有超高的选择性,另通过XRD证实了截留在MoOx@碳布表面的Ag为单质银,进一步说明了这种无定型MoOx在流动反应器中也具备将水体中的Ag(Ⅰ)转变为单质银的能力,另通过紫外分光光度法证实了Mo(Ⅴ)被氧化为了MoO42-,正是我们合成无定型MoOx薄膜的原料,既采用这种方式去处理实际废水中的Ag(Ⅰ)并不会产生二次污染,符合绿色化学的理念。在流动反应器内实现了Ag(Ⅰ)到Ag(0)的转化,MoOx载体材料具备了在工业处理含银废水的潜力。
  3、通过水热法分别在钛网,钨网,钼网,碳布四种不同的载体上成功负载出了MoS2。通过SEM,TEM,以及XRD分析。不同的载体在水热法合成中会影响MoS2的微观形貌以及晶型。以及通过随后的吸附等温线以及吸附速率可以得到不同的形貌以及晶型的MoS2在吸附Ag(Ⅰ)的过程中,他们的吸附容量以及吸附速率是不同的。结合上述的结论,可以得到,载体影响MoS2吸附剂的微观形貌以及晶型,从而影响MoS2对重金属Ag的吸附。对之后的载体吸附剂在载体的选取具有指导意义。
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