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尖晶石型铁酸铜(CuFe2O4)具有良好的物理和化学性质，在磁学、气敏、吸附和催化等方面均已得到研究与应用，并且其制备与应用技术正在不断的发展。凹凸棒石(ATP)是一种天然的一维纳米材料，因其丰富的储量及低廉的成本而在水处理、催化等领域得到了广泛应用。由于凹凸棒石的晶体结构以及特殊性能，所以常作为催化剂载体、模板剂、吸附剂以及补强剂等而被广泛地研究。本论文用化□　学共沉淀法以及水热法成功制备出铁酸铜/凹凸棒石纳米复合材料，并分别应用于弱酸性黄G的吸附、活性红X-3B的催化降解以及对硝基苯酚的催化还原，并对其潜在的应用性能进行评价。具体研究内容如下：
1.以硝酸铜、硝酸铁为主要原料，采用化学共沉淀法制备了铁酸铜/凹凸棒石（CuFe2O4/ATP）纳米复合材料。通过静态吸附法，研究了不同条件下如pH值，吸附时间，初始浓度，考察了CuFe2O4/ATP纳米复合材料对弱酸性嫩黄G的吸附特性，并对此复合材料进行了TEM，XRD，FTIR和BET等结构表征。结果表明：CuFe2O4较均匀地负载于ATP的表面，相比于纯ATP和CuFe2O4，CuFe2O4/ATP纳米复合材料对弱酸性嫩黄 G具有更优异的吸附性能。30 mg的CuFe2O4/ATP吸附剂在200 mL浓度为40 mg/L的弱酸性嫩黄G溶液中，吸附容量可以达到195.09 mg/g，中性条件更有利于吸附且具有较快的吸附速度，吸附动》力学数据符合准二级动力学方程，吸附模型符合Langmuir吸附等温方程。
2.将化学共沉淀法所制备的铁酸铜/凹凸棒石纳米复合材料应用于基于硫酸根自由基的高级氧化技术的非均相体系中，以 CuFe2O4/ATP纳米复合材料作为催化剂，并用其降解水中的偶氮染料活性红X-3B，系统考察了催化剂添加量，氧化剂用量，COD去除率和温度等因素对降解性能的影响以及催化剂循环稳定性测试。结果表明，在2×10-4 mol/L的活性红X-3B溶液，0.100 g/L的CuFe2O4/ATP纳米复合材料，0.004 mol/L的氧化剂PMS，室温，碳酸氢钠调节pH约中性的条件下，活性红X-3B在12 min内能被完全降解。同时，随着氧化剂用量的提高，在一定的时间内，COD去除率增加。CuFe2O4/ATP拥有很好的催化活性和循环稳定性。
3.以氯化铜、三氯化铁、乙二醇为主要原料，采用水热法制备了铁酸铜/凹凸棒石（CuFe2O4/ATP）纳米复合材料。通过TEM、EDS、XRD、FTIR、BET等对所制备的复合材料进行表征；将制备好▲的CuFe2O4/ATP纳米复合材料作为催化剂应用于硼氢化钠还原对硝基苯酚生成对氨基苯酚的反应，系统探讨了不同↑催化剂，CuFe2O4的包覆量和催化剂的用量等因素对硼氢化钠还原对硝基苯酚的影响。催化结果可知，负载量为50％的CuFe2O4/ATP纳米复合材料具有较高的催化活性，催化剂用量为5 mg时，反应可以在7 min内完成。所制备的CuFe2O4/ATP纳米复合材料拥有较好的磁分离性能且可以回收再利用。拟一级动力学方程可描述催化还原在NaBH4存在的对硝基苯酚反应溶液的情况。

    关键词：
    纳米复合材料 铁酸铜 凹凸棒石 硝基苯酚 催化还原 水处理
    作者：
    张珊
    学位授予单位：
    常州大学
    授予学位：
    硕士
    学科专业：
    无机化学
    导师姓名：
    姚超
    学位年度：
    2015
    语种：
    中文
    分类号：
    X703.5 TB383
    在线出版日期：
    2016年05月03日（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）