金属钴纳米粒子和钴镍合金的合成及其在水处理方面的应用研究

【摘要】本文主要研究钴纳米材料及其合金的合成，通过改变反应物的条件来调控晶体结构，并且测试其各项性能，并研究了所合成材料作为吸附剂在水处理方面的应用。主要研究内容以及结果如下：1.六水合氯化钴在室温时被硼氢化钠还原成尺寸为10-20nm的钴纳米粒子。对其结构和形貌等进行了表征和分析，所合成的钴纳米粒子可以稳定存在于空气中，研究了样品对刚果红的吸附能力，吸附实验中得到的数据为：用5mg的样品作为吸附剂，放入50mL150mg/L的刚果红溶液中，在2分钟之内达到了吸附平衡，经计算吸附值高达800mg/g。通过对其吸附前后样品的磁性能进行的表征和比较，发现吸附后样品的饱和磁化强度也能达到49emu/g，这将大大提高吸附后的分离效率。2.使用水热方法合成拥有密排六方和面心立方混合结构的钴纳米粒子。通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜的表征，发现钴纳米混合物中可以看见链状的密排六方钴和片状的面心立方钴。另外，钴纳米混合物也表现出对有机物（刚果红）、药物（柳氮磺胺吡啶）和重金属阳离子（Pb2+）和阴离子（Cr2O72-）非常好的综合吸附能力。经研究发现样品在20min内对CR，SASP，Pb2+和Cr2O72-的移除分别可以达到100%，100%，90%和68%。钴纳米混合物非常优异的综合吸附性能将对污水处理领域的实际应用起到非常重要的作用。3.通过室温直接还原方法合成不同比例的钴镍纳米合金，对其结构和形貌进行了表征，并对样品的磁性能进行了分析，对S1到S6样品进行了有机染料的吸附实验，并研究了吸附时间和初始浓度对吸附效果的影响。研究发现在Co0.6Ni0.4时钴镍合金样品对刚果红的吸附性能最好，在2分钟内吸附率已经达到100％。对样品的吸附过程研究表明，样品对刚果红的吸附是以化学吸附为主，物理吸附为辅。钴镍纳米合金材料的低成本、高效率、高吸附量等特点，将使其在水处理的应用中有非常广阔的前景。
【作者】梁小明；
【导师】赵丽君；
【作者基本信息】吉林大学，材料学，2014，硕士
【关键词】钴纳米粒子；钴纳米混合物；钴镍合金；吸附性能；污水处理；

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