基本信息
- 項目名稱：
- 高純羥基硝酸氧鉍的快速合成及其吸附性能研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 羥基硝酸氧鉍是一種先進的功能材料，最初是由Axel N?rlund Christensen在1999 年用沉淀法制備。2003年該研究小組又對其熱分解性能進行了研究，此后未見其它文獻報道。為了探究其他的合成方法，了解此物質(zhì)的性質(zhì)，本文提供了一種簡便、快捷的羥基硝酸氧鉍的合成方法。同時，探究了該物質(zhì)的對磺酸類活性染料的吸附性能，并研究其吸附熱力學和動力學特征。
- 詳細介紹：
- 本文探究出的醇熱法是一種操作簡便快速經(jīng)濟實用的合成產(chǎn)品的方法；產(chǎn)品對磺酸類活性染料的具有吸附速率快、容量大性能，在常溫下，對甲基橙的吸附容量達到312mg/g，吸附容量受溫度與活性染料電負性大小的影響，隨溫度升高，電負性增大，吸附性能降低；其吸附實驗數(shù)據(jù)與吸附動力學二級模型，Langmuir吸附等溫方程擬合相關(guān)性較好；計算出動力學參數(shù)K與熱力學參數(shù)ΔGθ，ΔSθ，ΔHθ ，發(fā)現(xiàn) ΔGθ <0 ，ΔHθ<0 ，ΔSθ<0，因此反應是放熱、自發(fā)的且染料由溶液中無序到吸附在吸附劑規(guī)整的單分子層吸附過程。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 羥基硝酸氧鉍是一種先進的功能材料，最初是由Axel N?rlund Christensen在1999 年用沉淀法制備。2003年該研究小組又對其熱分解性能進行了研究，此后未見其它文獻報道。為了探究其他的合成方法，了解此物質(zhì)的性質(zhì)，本文提供了一種簡便、快捷的羥基硝酸氧鉍的合成方法。同時，探究了該物質(zhì)的對磺酸類活性染料的吸附性能，并研究其吸附熱力學和動力學特征。
科學性、先進性及獨特之處
- 本文以硝酸鉍（Bi(NO3)3.5H2O）和有機醇類為原料，在超聲混合均勻之后，蒸發(fā)掉水分和有機醇，即可得到蓬松狀的粉末，簡單研磨之后即可得到羥基硝酸氧鉍產(chǎn)品。產(chǎn)品為具有層狀結(jié)構(gòu)的棒狀晶體，平均尺寸在0.5μm×1.5μm；產(chǎn)品純度高；操作工藝簡單、易行；所得產(chǎn)品對磺酸類活性染料具有很好的吸附脫色性能。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 羥基硝酸氧鉍對陰離子型染料具有較好的吸附性能，吸附速率快、容量大，可作為此類染料的處理劑。同時可以作為催化劑與氧化石墨復合，極大地拓展了其應用范圍，對凈化印染廢水具有廣泛的應用前景。
學術(shù)論文摘要
- 羥基硝酸氧鉍是一種先進的功能材料，本文首次以醇熱法快速合成了高純度的棒狀羥基硝酸氧鉍，采用XRD、SEM等分析方法對產(chǎn)物進行了表征。結(jié)果表明，產(chǎn)物為純相的棒狀 Bi6O5(OH)3(NO3)5·2H2O，并與標準譜圖中標準物質(zhì)（JCPDS54-0627）一致?？疾炝舜诵滦筒牧蠈谆取⒒钚约t、活性黑、活性藍等磺酸類活性染料的吸附性能，研究發(fā)現(xiàn)，羥基硝酸氧鉍對活性染料的吸附速率快、容量大；隨著活性染料電負量的增加吸附容量減少，吸附容量在190~312mg/g范圍內(nèi)，其對甲基橙的最大吸附容量在24℃達到312mg/g，而且25min即可達到吸附平衡。同時，本文以甲基橙模擬廢水為探針，探討了羥基硝酸氧鉍對甲基橙的吸附熱力學和動力學特征，研究表明羥基硝酸氧對甲基橙的吸附屬于Langmuir型；吸附動力學性質(zhì)符合二階反應動力學模型；并分別計算了熱力學參數(shù)ΔGθ，ΔHθ 和ΔSθ, 結(jié)果表明, 羥基硝酸氧鉍對甲基橙的吸附過程是放熱和自發(fā)的且是引起熵減少的單分子層物理吸附。
獲獎情況
- 2009年淮陰師范學院科技文化周大學生論文評選中榮獲三等獎 申請國家發(fā)明專利2項
鑒定結(jié)果
- 羥基硝酸氧鉍是一種先進的功能材料，本文獲得了一種高純羥基硝酸氧鉍的快速合成方法；對產(chǎn)品的吸附性能進行了研究，得到了其吸附熱力學和動力學機理。論文書寫規(guī)范，數(shù)據(jù)可靠，論據(jù)充分，邏輯性強。
參考文獻
- [1]Axel N?rlund Christensen, Marie-Agnes Chevallier,a J?rgen Skibsted and Bo B. Iversen，Synthesis and characterization of basic bismuth(III) nitrates.J.Chem. Soc., Dalton Trans., 2000, 265–27. [2]Yongyu Li, Hongchang Yao, Jianshe Wang, Ning Wang, Zhongjun Li. Influence of the precipitation pH on the compositions and properties of Bi-based oxyiodide photocatalysts[J]. Mater. Res. Bullet. 2011, 46:292–296. [3] Susmita Sen Guptaa, Krishna G. Bhattacharyyab, Immobilization of Pb(II), Cd(II) and Ni(II)ions on kaolinite and montmorillonite surfaces from aqueous medium.J. Environ. Manag. 2008,87:46–58. [4]Ewa Lorenc-Grabowska, Grazyna Gryglewicz，Adsorption characteristics of Congo Red on coal-based mesoporous activated carbon，Science Direct ,Dyes and Pigments 2007,74 : 34-40. [5]Khanidtha Marungruenga, Prasert Pavasantb, Removal of basic dye (Astrazon Blue FGRL)using macroalga Caulerpa lentillifera. J. Environ. Manag. 2006,78 :268–274.
同類課題研究水平概述
- 羥基硝酸氧鉍( bismuth oxide nitrate hydroxide hydrate)是一種先進的功能材料，這種物質(zhì)最初是由Axel N?rlund Christensen在1999 年用沉淀法制備的，2003年該研究小組又對其熱分解性能進行了研究，此后未見其它文獻報道。本文首次報道了一種一種簡便、快捷的羥基硝酸氧鉍的合成方法，同時探索了其對染料廢水的吸附脫色性能，以拓展其在染料廢水領域中的應用。
