酵母炭基复合微球的制备与其对染料废水的处理.pdfVIP

摘要 有机染料废水由于具有结构复杂、色度深，性质稳定，难生化降解等特性而备受关 注。作为吸附剂的多孔炭微球由于具有比表面积大，表面官能团丰富和很好的吸附性能 而引起了人们的兴趣。本文以廉价易得、来源广泛的酵母为原料，制备了两种复合材料， 为染料废水的处理提供了新型的、环境友好的碳材料。 (1) 以酵母为原料，通过水热法制备出的酵母空心球由于具有突出的物理和化学特性 (密度低、比表面积大、表面官能团丰富)而引起了人们的普遍关注。在此，以FeSO 为铁 4 源，通过煅烧法将纳米Fe O 粒子进一步固定到空心球上，使得酵母空心球功能化。 2 3 Fe O @酵母空心球分别通过场发射扫描电镜(FE-SEM)、能谱分析(EDS)、X射线粉末衍 2 3 射(XRD)和红外光谱(FT-IR)进行表征。FE-SEM表明Fe O @酵母空心球具有规则的椭球 2 3 形结构，大小均一(长2.0±0.2 μm，宽1.8±0.2 μm)，分散性好。XRD谱图表明Fe O 纳米 2 3 粒子为六角赤铁矿晶型，而空心微球为无定型结构。FT-IR表明空心微球上具有丰富的 表面官能团使得其通过化学键作用与Fe O 纳米粒子结合。最后，通过上述表征对复合 2 3 材料的形成机理进行了推测和分析。 (2)上一章通过水热法和煅烧法成功的制备出了Fe O @酵母空心球复合微球。本章， 2 3 以碱性紫为目标染料分子，以静态吸附法为研究方法，研究此复合微球的吸附和再生性 能。结果表明，在吸附实验中碱性紫的去除率与染料溶液的 pH，染料初始浓度，吸附 剂投加量，染料溶液温度等参数有关。分别使用 Langmuir ，Freundlich ，Temkin 和 Dubinin– Radushkevich 对吸附结果进行拟合，结果表明，Fe O @酵母空心球对碱性紫的 2 3 吸附符合 Langmuir 等温吸附模型说明发生的是单分子层吸附。吸附动力学表明，对碱 性紫的吸附过程符合二级动力学模型。粒内扩散模型显示吸附过程分两步进行，且粒内 扩散并不是吸附过程的控制步骤。吸附热力学表明吸附是一个自发进行且吸热的过程。 更进一步地，Fe O @酵母空心球可以有效地实现再生循环利用。 2 3 (3) 以酵母炭为载体，通过静电自组装法制备负载型TiO @酵母炭复合光催化剂，利 2 用场发射扫描电镜(FE-SEM)、能谱分析(EDS)、X射线粉末衍射(XRD)和红外光谱(FT-IR) 对TiO @酵母炭的形貌、组成、尺寸和晶型进行分析和表征，并探讨了影响TiO @酵母 2 2 炭光催化性能的因素。FE-SEM结果表明TiO @酵母炭微球具有椭球形状，长(3.6±0.3) μm， 2 宽(2.5±0.5) μm，粒径分布均匀。X射线粉末衍射表明TiO 粒子为锐钛矿和金红石晶型。 2 对于甲酚红的光催化降解表明，当催化剂的用量为5 g/L，溶液的初始 pH=5 时光催化