本文主要研究内容
作者刘涛（2019）在《二维氮化硼纳米材料的制备及其去除水中重金属离子的机理研究》一文中研究指出：随着人们对重金属污染造成的危害的重视,吸附法因其原材料来源广泛、见效速度快等特点被广泛地应用到重金属污染治理中。传统的吸附材料主要依赖于物理吸附,而重金属离子因其具有离子半径小和累积效应明显等特征,从而使得传统吸附剂用于重金属离子的去除具有很大的局限性,尤其是其无法快速有效去除水体中低浓度的重金属离子。针对这一问题,使得开发比表面积大、具有多活性位点或活性吸附基团的新型高效纳米吸附剂成为环境修复领域的重要课题。在当前发展的众多新型纳米吸附剂中,层状纳米材料因其结构的典型性,使其成为研究热点之一。其中,表面具有极性基团和多活性位点的层状纳米氮化硼作为代表性的层状纳米材料,其在理论上具有优异的吸附性能的同时,还具有化学稳定性,因此有望应用于重金属离子的治理中。基于此,本论文探讨了二维多孔BN-550纳米片和多孔BNNR纳米带的制备工艺,并分别研究了其对Pb2+、Cd2+和Cu2+的吸附性能和机制,具体主要研究内容如下:(1)通过低温合成方法开发了新型的二维氮化硼纳米片(BN-550),用于快速有效地吸附铅离子(Pb2+)。表征结果表明它具有较大的比表面积(696 m2/g),超薄片层结构(厚度1.2 nm),丰富的化学键作为活性吸附位点。对于铅离子的吸附容量较高(845 mg/g),较短的平衡时间(15分钟)。BN-550的对Pb2+的去除过程属于伪二阶(化学吸附为主)和Langmuir模型(表面单层吸附为主)。通过再生和pH值实验验证了BN-550的易再循环性和稳定性。在Ni2+,Cu2+和Cd2+离子等其他重金属离子的干扰下,吸附剂对Pb2+具有很强的亲和力(它们在单独溶液中被吸附的容量分别为201,402和312 mg/g)。XPS和FT-IR分析表明吸附剂对Pb2+具有优异的吸附性能归因于与众多表面官能团的化学结合反应,如强B-O-Pb相互作用和-NH2-Pb配位。当过滤柱中为50 mg/L的Pb2+时,BN-550纳米片对Pb2+去除阈值为1080 mL/g。这些优异的独特的性能使超薄纳米片BN-550成为去除Pb2+的高性价比选择。(2)新型多孔氮化硼纳米带(BNNR)被成功开发为优异的吸附剂,可快速去除水中的镉和铜离子。得到的BNNR具有大的比表面积和小的平均孔隙率(分别为866 m2/g和2.1 nm),单个纳米带的宽度约为660 nm。吸附剂对Cd2+和Cu2+离子的最大吸附容量分别约为530 mg/g(Co=600 mg/L,pH=6,剂量为1g/L)和331 mg/g(C0= 500mg/L,pH=5,剂量为1g/L)。此外,BNNRs具有分别在10分钟和20分钟内快速吸附Cd2+和Cu2+并达到吸附平衡的能力。干扰和再生实验表明,BNNR具有优异的抗干扰和再生性能,在pH值为3-8的水溶液下,BNNR能够稳定的去除Cd2+和Cu2+。XPS和FTIR分析表明,吸附的可能机理是通过表面化学键如B-O键螯合和-NH2配位,以吸引金属离子。在镉离子(1mg/L)和铜离子(10 mg/L)模拟真实水样下,BNNR(剂量为1 g/L)分别在10分钟和1分钟内对Cd2+和Cu2+的吸附后,能使水样快速达到WHO标准。因此,我们所制备的BNNR纳米带是水净化应用的潜在候选者。
Abstract
sui zhao ren men dui chong jin shu wu ran zao cheng de wei hai de chong shi ,xi fu fa yin ji yuan cai liao lai yuan an fan 、jian xiao su du kuai deng te dian bei an fan de ying yong dao chong jin shu wu ran zhi li zhong 。chuan tong de xi fu cai liao zhu yao yi lai yu wu li xi fu ,er chong jin shu li zi yin ji ju you li zi ban jing xiao he lei ji xiao ying ming xian deng te zheng ,cong er shi de chuan tong xi fu ji yong yu chong jin shu li zi de qu chu ju you hen da de ju xian xing ,you ji shi ji mo fa kuai su you xiao qu chu shui ti zhong di nong du de chong jin shu li zi 。zhen dui zhe yi wen ti ,shi de kai fa bi biao mian ji da 、ju you duo huo xing wei dian huo huo xing xi fu ji tuan de xin xing gao xiao na mi xi fu ji cheng wei huan jing xiu fu ling yu de chong yao ke ti 。zai dang qian fa zhan de zhong duo xin xing na mi xi fu ji zhong ,ceng zhuang na mi cai liao yin ji jie gou de dian xing xing ,shi ji cheng wei yan jiu re dian zhi yi 。ji zhong ,biao mian ju you ji xing ji tuan he duo huo xing wei dian de ceng zhuang na mi dan hua peng zuo wei dai biao xing de ceng zhuang na mi cai liao ,ji zai li lun shang ju you you yi de xi fu xing neng de tong shi ,hai ju you hua xue wen ding xing ,yin ci you wang ying yong yu chong jin shu li zi de zhi li zhong 。ji yu ci ,ben lun wen tan tao le er wei duo kong BN-550na mi pian he duo kong BNNRna mi dai de zhi bei gong yi ,bing fen bie yan jiu le ji dui Pb2+、Cd2+he Cu2+de xi fu xing neng he ji zhi ,ju ti zhu yao yan jiu nei rong ru xia :(1)tong guo di wen ge cheng fang fa kai fa le xin xing de er wei dan hua peng na mi pian (BN-550),yong yu kuai su you xiao de xi fu qian li zi (Pb2+)。biao zheng jie guo biao ming ta ju you jiao da de bi biao mian ji (696 m2/g),chao bao pian ceng jie gou (hou du 1.2 nm),feng fu de hua xue jian zuo wei huo xing xi fu wei dian 。dui yu qian li zi de xi fu rong liang jiao gao (845 mg/g),jiao duan de ping heng shi jian (15fen zhong )。BN-550de dui Pb2+de qu chu guo cheng shu yu wei er jie (hua xue xi fu wei zhu )he Langmuirmo xing (biao mian chan ceng xi fu wei zhu )。tong guo zai sheng he pHzhi shi yan yan zheng le BN-550de yi zai xun huan xing he wen ding xing 。zai Ni2+,Cu2+he Cd2+li zi deng ji ta chong jin shu li zi de gan rao xia ,xi fu ji dui Pb2+ju you hen jiang de qin he li (ta men zai chan du rong ye zhong bei xi fu de rong liang fen bie wei 201,402he 312 mg/g)。XPShe FT-IRfen xi biao ming xi fu ji dui Pb2+ju you you yi de xi fu xing neng gui yin yu yu zhong duo biao mian guan neng tuan de hua xue jie ge fan ying ,ru jiang B-O-Pbxiang hu zuo yong he -NH2-Pbpei wei 。dang guo lv zhu zhong wei 50 mg/Lde Pb2+shi ,BN-550na mi pian dui Pb2+qu chu yu zhi wei 1080 mL/g。zhe xie you yi de du te de xing neng shi chao bao na mi pian BN-550cheng wei qu chu Pb2+de gao xing jia bi shua ze 。(2)xin xing duo kong dan hua peng na mi dai (BNNR)bei cheng gong kai fa wei you yi de xi fu ji ,ke kuai su qu chu shui zhong de ge he tong li zi 。de dao de BNNRju you da de bi biao mian ji he xiao de ping jun kong xi lv (fen bie wei 866 m2/ghe 2.1 nm),chan ge na mi dai de kuan du yao wei 660 nm。xi fu ji dui Cd2+he Cu2+li zi de zui da xi fu rong liang fen bie yao wei 530 mg/g(Co=600 mg/L,pH=6,ji liang wei 1g/L)he 331 mg/g(C0= 500mg/L,pH=5,ji liang wei 1g/L)。ci wai ,BNNRsju you fen bie zai 10fen zhong he 20fen zhong nei kuai su xi fu Cd2+he Cu2+bing da dao xi fu ping heng de neng li 。gan rao he zai sheng shi yan biao ming ,BNNRju you you yi de kang gan rao he zai sheng xing neng ,zai pHzhi wei 3-8de shui rong ye xia ,BNNRneng gou wen ding de qu chu Cd2+he Cu2+。XPShe FTIRfen xi biao ming ,xi fu de ke neng ji li shi tong guo biao mian hua xue jian ru B-Ojian ao ge he -NH2pei wei ,yi xi yin jin shu li zi 。zai ge li zi (1mg/L)he tong li zi (10 mg/L)mo ni zhen shi shui yang xia ,BNNR(ji liang wei 1 g/L)fen bie zai 10fen zhong he 1fen zhong nei dui Cd2+he Cu2+de xi fu hou ,neng shi shui yang kuai su da dao WHObiao zhun 。yin ci ,wo men suo zhi bei de BNNRna mi dai shi shui jing hua ying yong de qian zai hou shua zhe 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国科学技术大学的刘涛，发表于刊物中国科学技术大学2019-07-12论文，是一篇关于六方氨化硼论文,纳米片论文,纳米带论文,吸附性能论文,吸附机理论文,中国科学技术大学2019-07-12论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国科学技术大学2019-07-12论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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