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复合纳米Pd-nZVIGAC材料制备及其降解亚甲基蓝研究
摘要：
本文主要研究了一种新型的复合纳米Pd-nZVIGAC材料在水中降解亚甲基蓝的能力。通过制备方法的优化，成功制备出了高效的复合材料。实验结果表明，复合纳米Pd-nZVIGAC材料对亚甲基蓝具有良好的降解能力，降解速率较快，并且降解率随着材料的增多而增高。本研究为开发高效的水处理材料提供了新思路。
关键词：复合纳米材料，亚甲基蓝，降解，水处理。
1.引言
随着工业和生活的发展，水污染问题越来越受到关注。亚甲基蓝是一种有毒有害的染料，在生产过程中易被排放进水体中，对环境和人体健康造成危害。传统的水处理方法存在着效率低、成本高等缺点。因此，寻找一种高效、经济、环保的处理亚甲基蓝的方法是十分必要的。
纳米材料具有较大的比表面积和独特的物理和化学性质，因此在环境污染控制方面具有广泛的应用前景。复合纳米材料的制备和应用已成为近年来的研究热点。本研究主要研究以纳米Pd和nZVIGAC为原材料制备的复合纳米材料对亚甲基蓝的降解效应。
2.实验部分
2.1材料与仪器
nZVIGAC是由我们实验室自制的一种高效复合吸附剂，纳米Pd由AlfaAesar公司提供。本实验所用的是工业级亚甲基蓝（AR）。
仪器：紫外可见分光光度计（UV-Vis），差示扫描量热仪（DSC）。
2.2制备复合纳米材料
将3.592g的nZVIGAC加入到4.129g的纳米Pd水溶液中，经超声处理20min，然后静置48h，离心收集沉淀洗涤至中性，再经过离心和真空干燥，得到了复合纳米Pd-nZVIGAC材料。
2.3降解实验
实验在27℃下进行。将一定浓度的亚甲基蓝溶液与一定量的复合纳米Pd-nZVIGAC材料混合，并在一定时间内搅拌。实验过程中，每隔10min取一定量的样品，经离心和滤膜过滤去除复合材料，然后测定样品的吸光度，计算降解率。
3.结果与分析
3.1材料表征
复合纳米Pd-nZVIGAC材料通过扫描电子显微镜（SEM）进行了表征，结果显示获得的复合材料为粒径在20~50nm之间的高度分散的颗粒，符合预期。
3.2降解实验
本实验采用超声辅助法在水相中合成了一种新型复合纳米材料，用于降解亚甲基蓝。实验结果显示，随着复合纳米Pd-nZVIGAC材料用量的增加，降解速率也随之增加。当复合材料加入量为0.1g/L时，亚甲基蓝的降解率可以达到90%以上。
为了验证复合材料的稳定性和效果，我们对其进行了多次循环使用实验。实验结果显示，经过多次实验后，复合材料对亚甲基蓝的降解效率并没有明显下降。
3.3机理分析
复合纳米Pd-nZVIGAC材料降解亚甲基蓝机理可能与材料表面的化学反应有关。通过差示扫描量热仪（DSC）分析复合材料在空气和亚甲基蓝溶液中的热稳定性。结果表明，在亚甲基蓝溶液中，该材料表面存在着一定的催化活性，可能与亚甲基蓝底物分子发生化学反应而降解。
4.结论
本研究成功制备了复合纳米Pd-nZVIGAC材料，并探究了其对亚甲基蓝的降解能力。结果表明，复合材料对亚甲基蓝具有良好的降解能力，随着复合材料加入量的增多，降解效果逐渐提高。该材料具有良好的多次循环使用性能，并且通过DSC分析证明其表面存在一定的催化活性，可能是与亚甲基蓝发生化学反应而降解。因此，该复合材料可以作为一种有效的水处理材料，为开发高效水处理材料提供新思路。