新型磁性碳纳米管杂化材料对偶氮染料的吸附机理研究

目前传统的磁性碳纳米管吸附剂存在制备工艺复杂、无法在酸性溶液中使用等问题，本项目首次采用直接制备的多壁碳纳米管原始样品作为吸附材料，利用碳管制备过程中产生的铁催化剂颗粒，通过次氯酸钠等改性方法制备高容量磁性氧化铁/碳纳米管杂化吸附材料，避免了传统磁性碳纳米管制备中，先纯化后负载磁性氧化铁的复杂过程，催化剂颗粒外围包裹的碳层，有效保护磁性颗粒，使得该吸附剂可以在酸性条件下稳定使用。首次提出吸附富集污染物降解及吸附剂再生一体化处理工艺，解决了吸附剂造成二次环境污染问题，实现吸附剂循环利用。采用高分辨核磁共振波谱仪和X射线吸收精细结构技术对吸附前后的磁性碳纳米管吸附剂进行分析，通过直接观测吸附分子在吸附剂表面的动态特性，研究吸附剂表面化学反应的中间产物，深入了解吸附剂表面与吸附分子相互作用力的性质，制备高容量磁性碳纳米管吸附剂，为磁性碳纳米管作为吸附材料在环境应用提供科学依据和实验指导。

本课题针对磁性碳纳米管吸附剂存在制备工艺复杂、酸性溶液中稳定性差等问题，采用多壁碳纳米管原始样品作为吸附材料，利用碳管制备过程中产生的铁催化剂颗粒，通过多种化学改性方法制备高性能磁性碳纳米管杂化吸附剂，避免了传统磁性碳纳米管制备中，先纯化后负载磁性氧化铁的复杂过程，催化剂颗粒外围包裹的碳层，有效保护磁性颗粒，使得该吸附剂可以在酸性条件下稳定使用。提出吸附富集污染物降解及吸附剂再生一体化处理工艺，解决了吸附剂造成二次环境污染问题，实现吸附剂循环利用。采用同步辐射等技术对吸附前后的磁性碳纳米管吸附剂进行分析，通过直接观测吸附分子在吸附剂表面的动态特性，研究了吸附剂表面化学反应的中间产物，深入解吸附剂表面与吸附分子相互作用力的性质，为磁性碳纳米管作为吸附材料在环境应用提供科学依据和实验指导。