生物分子辅助合成钛酸盐tio2纳米材料及净水性能研究化学生物学专业论文.docxVIP

学校代码： 学校代码： 10094 密级： 公开 中图分类号： G243 UDC： Q81 1 诃{l￡解为尤李 博士学位论文 生物分子辅助合成钛酸盐／Ti02纳米 材料及净水性能研究 Synthesis of Titanate／Ti02 Nanocomposites by Biological Molecules—assisted and Their Performance for黝fcr Purification 研究生姓名：常永芳 指导教师： 马子川I教授 学科专业：化学生物学 研究方向： 材料化学生态学 论文开题日期：201 3年6月20日 万方数据 学位论文原创性声明本人所提交的学位论文《生物分子辅助合成钛酸盐／Ti02纳米材料及净水性能研 学位论文原创性声明 本人所提交的学位论文《生物分子辅助合成钛酸盐／Ti02纳米材料及净水性能研 究》，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的原创性成果。除文中已经注明引 用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中标明。 本声明的法律后果由本人承担。 论文作者(签名)．荤耢 指导教师确认(签名)．弓》一 歹D f歹年，月2 6日 砷廖年』月“El 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解河北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学 位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北师范大学可以将学位论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保 存、汇编学位论文。 (必威体育官网网址的学位论文在——年解密后适用本授权书) 论文作者(签名)：毖幸蒡 指导教师(签名)：弓 矿卅 如I≥年r只s。Et 沙l蛑r窍“B II 万方数据 摘 摘 要 钛酸盐纳米材料由于其具有较大的比表面积和和较强的离子交换能力，因此在吸 附、光电等许多领域具有广泛的应用。然而，近年来国内外研究表明，制备出的纳米钛 酸盐容易团聚，导致其吸附性能不够理想，在合成过程中通过外加添加剂以改善其结构 与吸附性能是非常必要的。 木质素(包括木质素磺酸钠)产出量大，价格低廉，是造纸排放污水的主要污染物。 全世界每年产生的工业木质素的利用率极低，造成很大的资源浪费，这势必会带来严重 的环境问题和经济问题。因此无论从资源利用，还是从环境保护的角度看，开发木质素利 用的新方法，提高木质素的利用率，不仅可减少环境污染，还可缓解资源危机，维持可持 续发展。 本论文以木质素(包括木质素磺酸钠)、壳聚糖和甘氨酸作为外加添加剂用于钛酸 盐／Ti02纳米材料的合成，提高了其对重金属污水的吸附性能。本论文主要包括以下几 个方面的内容： (1)分别以玉米杆、棉花杆、杨树木屑和柳树木屑为原料，从中提取出木质素来辅 助合成钛酸盐纳米管材料。通过XRD、FESEM、TEM、FTIR和BET等手段对产物进 行了一系列的表征，并研究了其吸附性能。研究发现，柳树木质素改性的钛酸盐纳米管 (WL．YNYs)的吸附性能最优。WL．TNTs材料对Pb2+、Cu2+、cd2+吸附效果很好，特 别是对Pb2+在较宽的pH范围内(pH为2．7)具有良好的吸附效果，WL．TNTs材料对 Pb2+、Cu2+、Cd2+最大吸附量分别达到677．6、258．2、308．5 mg·g～，而且吸附速度快， 吸附剂的最佳投加量仅为O．2∥L，同时该材料吸附解析性能优异。 (2) 以锐钛矿Ti02为原料水热制备了TNTs材料和经木质素磺酸钠(LSN)辅助 合成的L．TNTs材料，通过一系列的表征表明，与TNTs相比，L—TNTs具有较大的轴径 比；纳米管的表面或层间吸附了一定量的LSN，并使其其层间距增大；用LSN辅助合 成的钛酸盐纳米管仍保持材料固有的介孔性质，但比表面积略有降低。吸附结果表明， L．TNTs材料对Pb2+、Cu2+、 cd2+和对亚甲基蓝染料具有更高的吸附性能；以钛粉为钛 源水热合成TTNTs，并以LSN进行辅助合成材料L—TTNTS，通过比较发现L．TTNTs对 重金属离子(Pb2+、Cu2+、Cd2+)有较大的吸附量，并且在较宽的pH范围内有良好的吸 附效果，而且吸附速度快，因此L—TTNTs比TTNTs材料吸附性能更优异。 万方数据 (3)以木质素磺酸钠为添加剂，利用溶剂热法来制备出钛酸盐纳米花材料，研究表 (3)以木质素磺酸钠为添加剂，利用溶剂热法来制备出钛酸盐纳米花材料，研究表 明，木质素磺酸钠添加前后钛酸盐的形貌发生了较大的变化，未添加木质素磺酸钠的钛 酸盐为散落的片状，添加木质素磺酸钠的钛酸盐材料(L．TNFs)堆积成花状。L．TNFs 材料对重金属离子(pb2+、Cu2+、Cd2+)有较大的吸附量，并对辅助合成的机理