文档介绍：济南大学
硕士学位论文
α-Fe<,2>O<,3>、γ-Al<,2>O<,3>、SiO<,2>纳米粒子单一及其
混合体系的界面化学行为
姓名:刘嘉
申请学位级别:硕士
专业:无机化学
指导教师:孙中溪
20100518
摘要电镜射线粉末衍射、吸附/脱附、红外等方法对合成的、作为土壤中最为常见的物质之一,发生在珹,矿物表面上的酸碱、吸附、解吸、配合、沉淀、溶解、絮凝等物理化学反应决定着水、土环境污染物的归宿。然而多组分体系土壤中的杂质种类、含量依地域的不同而不同,以自然土壤为研究对象得到的固/液界面表面配位性质对环境中的水,污染物的治理缺乏普遍的指导意义。人工合成的、纳米材料具有物料纯,组成、结构可控的特点,调节它们的微结构和组成可以改变其对金属离子的吸附容量和选择性。研究人工合成、的吸附性能,可以得到普适性广的基础数据,进而为复杂体系的吸附研究以及合理利用工业废弃物提供更加有用的理论依据。本文以正硅酸乙酯,硝酸铝,硝酸铁为前躯体,、共沉淀法并辅以辅助模板剂分别制备了荆瓼、!@猛干样品进行了一系列的表征。结果表明,所制备的荆瓼、、都具有较大比表面积。并通过物理混合的方法,将等比表面积的纳米颗粒进行混合,从而制成了相应的纳米混合体系。以”的硝酸盐、氯化物和硫酸盐为前躯体制备灰粤蛩嵫翘团鹎饣为原料制得了纳米零价铁,通过纳米零价铁与碱金属的氢氧化物直鹞狶,溶液的反应,将纳米零价铁制成2⑼ü勰射线衍射,比表面积与孔径分析,红外,透射电镜等表征手段以及应用先进的溶液化学计算机模拟软件对所制得的产物进行了表征与结果分析。结果表明,无机阴离子及其碱金属离子对生成的谋缺砻婊⒕褰峁埂⒆槌伞⒖股战崮芰τ兄匾S跋臁R不同铁盐前躯体制得的校跛嵫蔚谋缺砻婊畲螅然锎沃蛩嵫伪表面积最小;另一方面,由实验结果还可得到,在零价铁与碱金属溶液的反应过程中,随着、碱金属离子半径的增大,其制备的相应的缺砻婊鸾ピ龃蟆最后,本文运用自动电位滴定技术分别研究了纳米.、单一体系及其混合体系中矿物的表面酸碱性质,依据表面配位理论恒电容模式,计算了相应的表面酸碱配位常数。⒎鞘堑ヒ惶逑档募虻
。。表面反应平衡模式和相应的酸碱反应平衡常数分别为:、、#计算得出、、的表面配位反应平衡常数如下:关键词:纳米混合体系;表面酸碱性质;表面配位;无机阴离子;碱金属离子。..、.ⅲ.对于荆瓼/瓵/混合体系.ⅲ.、.、、甽:.
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第一章绪言纳米氧化铁,氧化铝,⒓罱鹗衾胱釉谄渲票腹讨械影响近年来,由于纳米材料优良而特殊的性质,日益受到科研工作者的青睐。一般而言,纳米粒子的粒径在之间,属于原子簇与宏观物体交界的过渡状态,具有一系列不同于宏观物体的性质⋯。其中一点是随着粒径的减小,纳米颗粒的表面原子数迅速增加,表面能、表面结合能和表面积都迅速增大;由于表面原子周围缺少与之配位的官能团,因此常常具有不饱和性,易与周围环境中的离子、原子、具有不饱和键的高分子聚合物等相结合而形成稳定的表面化合物,因而纳米颗粒的表面具有很高的化学活性。这种高比表面能的纳米颗粒常常以静电作用或化学键的方式与过渡金属离子反应,因此对许多过渡金属离子而言纳米粒子具有较强的吸附能力;同时,由于纳米粒子的比表面积非常大,相对于其他的吸附材料,纳米粒子具有更大的吸附容量,因此是一种较为理想的金属离子吸附剂‘氧化铁,氧化铝,氧化硅作为地球上常见的几种氧化矿物质,其纳米颗粒吸附重金属离子具有极大的潜力;尤其是近年来,随着纳米材料作为催化剂、贵金属载体、离子载体应用的发展,人们对纳米氧化硅、氧化铝、氧化铁制备合成以及作为吸附剂的研究也越发深入。制备粒径均匀、形貌可控且高比表面积的纳米氧化铁的研究已陆续有所报道【S捎谀擅籽趸帕5男蚊病⒋笮〉染龆ㄗ牌浯判浴⑽郊按呋灾剩虼嗽制备纳米氧化铁的过程中,如何控制合成过程中前躯体的性质、工艺条件以及选择适当的合成方法以便制备出粒径均匀,分散性好并具有较高比表面积的纳米氧化铁粒子,一直是科研工作者追求的目标【。另一方面,由于介孔物质具有孔径可调、比表面积较高、吸附性能较好、制备工艺和方法简单等特点,日益受到科技工作者的青济南大学硕士学位论文
讨;等㈣制备出了具有介孔结构的氢氧化铁系化合物;宋伟明等㈣