水滑石—碳基量子点纳米复合材料的制备及其吸附和催化性能研究

发布时间：2024-04-15 02:08

　　水滑石(Layered Double Hydroxides,LDHs),是一类重要的层状无机晶体新型材料,具有热稳定性、层间阴离子可交换、记忆效应等性质,己经在吸附、催化和医药等领域得到广泛应用。碳量子点(Carbon Dots,CDs)和石墨烯量子点(Graphene Quantum Dots,GQDs)都是碳基量子点家族的成员。碳量子点是尺寸小于10nm的荧光碳纳米颗粒,具有光学性能稳定、含有丰富含氧官能团(-OH,-COOH和-C=O等)、易于制备和功能化修饰、比表面积大、毒性低,成本低廉和反应条件温和等特点。石墨烯量子点具有更大比表面积和良好的生物相容性。CDs和GQDs表现出了优异的催化性能,而且在吸附领域也具有很大的潜力。本课题中,我们开展了三个方面的研究:(1)LDHs-CDs纳米复合材料的制备及其对阴离子吸附质(甲基蓝)的吸附研究在水溶液中,LDHs可以作为捕获系列阴离子污染物的吸附剂,但吸附过程中LDHs的羟基基团与氮或含氧基团间形成的氢键作用很有限,需要提高LDHs中氢键的吸附点,获得较好的吸附效果。表面钝化的CDs含有丰富的含氧官能团,能够和目标物质之间形成氢键,...

【文章页数】：110 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１?ＬＤＨｓ结构示意图間??Ｆｉｇ．１－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＬＤＨｓ??

通用分子式是［Ｍｄ＋ＭｆＣＯ＾ｒＷＯｗｉｎＨＷ，其中，Ｍｎｘ２＋和Ｍｘ３＋分别是类似于层??状水镁石八面体架构中的二价和三价金属离子，带有大量正电荷，Ａｎ－是代表水滑石层??间无框架的ｒｒ价无机或有机阴离子［１Ｇ］，结构示意图如图１－１所示。??ｗｈ：ｗ＾ｗ＾ｒ＾?【ＭｌＪ??Ｉ....

图１－２?ＣＤｓ、ＧＱＤｓ及其复合材料结构示意图［５５，５６］??Ｆｉｇ．１－２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｄｅｐｉｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ＣＤｓ?ａｎｄ?ＧＱＤｓ??

能量存储、药物运输、生物成像等领域得到广泛应用［％５２］。??石墨烯量了点（ＧＱＤｓ）首次由Ｐａｎ等［５３］于２０１０年合成，尺寸上通常更小且结晶??度更高。在结构上与ＣＤｓ有所不同（如图１－２），ＣＤｓ通常是准球形纳米颗粒，它们可??以是无定形的或者具有ｓｐ２碳簇的纳米晶体。大....

图１－３金属－ＣＤｓ复合材料可见光催化Ｃ０２反应示意图??．－

钯、铑、铂、金等贵金属对很多反应都具有很强的催化活性，Ｃａｏ等［８５］使用金、??铂对ＣＤｓ进行修饰，生成的ＣＤｓ复合材料能够在可见光条件下，催化Ｃ〇２转化为??ＣＨ２０２和ＣＨ２０等烃类有机物，同时将Ｈ２０氧化生成０２（见图１－３），这一研宄成果??表明，贵金属修饰的ＣＤｓ纳米....

图２－２?ＣＤｓ的Ｘ射线衍射图??

北京化工大学博士学位论文??图２－１所示，对于Ｃ〇３－ＬＤＨｓ的Ｘ射线衍射图在低２０值（５°？２５°）处显示出窄的对??称强衍射峰，在高２０值（２５°？７０°）处显示出较弱的和不对称的衍射峰［９？。另一方面，??ＣＤｓＸ射线衍射图（图２－２）中，２０在２１°附近有一个宽峰，强度相....

本文编号：3955572