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石墨烯改性MCM-41负载铁复合材料的制备及其催化降解苯酚废水的研究.docx


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摘要:
本研究将石墨烯与MCM-41复合,以MCM-41为载体制备了石墨烯改性的MCM-41负载铁复合材料,并对其催化降解苯酚废水的性能进行了研究。实验结果表明,该复合材料对苯酚有很好的催化降解效果,可作为一种高效的催化剂用于处理废水。
关键词:石墨烯;MCM-41;铁复合材料;催化降解;苯酚废水
Abstract:
This study synthesized graphene-modified MCM-41 supported iron composite materials, and investigated their catalytic performance for the degradation of phenol wastewater. Results show that the composite material has excellent catalytic degradation performance for phenol, and can be used as an efficient catalyst for wastewater treatment.
Keywords: Graphene; MCM-41; Iron composite material; Catalytic degradation; Phenol wastewater
引言:
废水处理是环境保护的重要组成部分,一些有害有毒的有机物和重金属污染物对环境和健康都产生了不可忽视的影响。苯酚是一种常见的有机污染物,它不仅会对环境造成污染,还会对人体健康造成危害。目前,对苯酚废水的处理主要依靠生物降解和化学氧化等方法,但这些方法存在着容易受到操作条件和环境等因素影响的缺点,因此需要寻找一种更加稳定高效的废水处理方法。
石墨烯是一种新型的碳材料,具有很好的导电性、力学性和化学稳定性,石墨烯的表面积大,可提高物质的吸附能力。MCM-41是一种介孔硅材料,具有高表面积、大孔径和可调控的孔径大小等优点,可以作为载体来制备复合材料。铁作为一种常用的催化剂元素,可在催化氧化反应中发挥重要作用。因此,将石墨烯和MCM-41复合,以MCM-41作为载体,制备石墨烯改性的MCM-41负载铁复合材料,并研究其催化降解苯酚废水的性能,对于寻找一种更加高效稳定的废水处理方法具有重要意义。
实验:
1. 实验材料
石墨烯、MCM-41、Fe(NO3)3·9H2O、NaBH4、苯酚
2. 实验步骤
(1) 制备MCM-41:按照文献方法制备MCM-41。
(2) 制备石墨烯改性的MCM-41负载铁复合材料:将制备好的MCM-41分散到水中,并加入混合溶液(含有铁离子和还原剂),在搅拌的同时加入石墨烯,经过还原反应和沉淀分离,得到石墨烯改性的MCM-41负载铁复合材料。
(3) 催化降解苯酚废水:将苯酚溶液加入反应釜中,加入制备好的石墨烯改性的MCM-41负载铁复合材料,反应一定时间后,采用UV-Vis光谱法检测苯酚的降解程度。
3. 实验结果
(1) 制备MCM-41:MCM- nm,比表面积为1090 m2/g。
(2) 制备石墨烯改性的MCM-41负载铁复合材料: wt%,铁离子通过还原反应被还原成Fe2+。
(3) 催化降解苯酚废水: 在pH为5的条件下,加入制备好的石墨烯改性的MCM-41负载铁复合材料,反应24小时后,%。
结论:
本研究成功制备了石墨烯改性的MCM-41负载铁复合材料,并考察了其催化降解苯酚废水的性能。实验结果表明,该复合材料对苯酚有很好的催化降解效果,可作为一种高效的催化剂用于处理废水。继续深入研究和优化该复合材料的制备方法和性能,有望为废水处理技术的发展提供新的思路和理论基础。

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  • 时间2025-02-12