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摘要：本研究通过酸碱中和法和重结晶法，尝试从石墨纳米笼材料提纯废液中回收铁的尝试。通过重结晶回收碳纳米笼的提纯废液中铁的试验中，提纯废液中铁离子的浓度为0.8236 mol/L，小于4℃铁离子的饱和浓度1.49 mol/L。故回收铁，同一提纯液需提纯碳纳米笼两次，或在单次提纯废液进行蒸发浓缩来提高铁离子的浓度，才具有重结晶回收的价值。通过酸碱中和回收碳纳米笼的提纯废液中铁的试验中，6 M KOH溶液用量是提纯废液体积1.09倍时，铁的回收率最大。52 mL混合酸酸碱中和后，析出物含铁量0.2398g。20567
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毕业论文关键词: 石墨纳米笼；铁回收；中和滴定；重结晶法；
Research on recycling Fe from liquid waste of nanocages purification
Abstract：
In this research, we tried to recycle Fe from liquid waste of nanocages purification. Two methods were involved: one was acid-base neutralization and the other was recrystallization. In the recrystallization, the Fe concentration of liquid waste was 0.8236 mol/L, which was lower than Fe saturated concentration of liquid waste at 4 °C (1.49 mol/L), indicating the mixed acid should be used twice for purifying graphitic nanocages or be evaporated before recycling Fe. In the acid-base neutralization, when the volume ratio of 6 M KOH and liquid waste reached 1.09, the recycled iron reached maximum. After acid-base neutralization, 0.2398 g Fe was contained in the precipitant from 52 mL liquid waste.
KeyWords : Graphite Nanocages, Iron recycling, Acid-base neutralization, Recrystallization；
目 录
1 前言 4
1.1 碳纳米材料的应用 4
1.2 碳纳米笼的提纯 7
1.2.1 物理纯化法 7
1.2.2 化学纯法法 7
1.3 提纯废液成分及铁的回收方式 8
1.4 铁在工业中的回收方式 8
1.4.1 选择性沉淀 8
1.4.2 磁性回收 8
1.4.3 扩散渗析-电渗析联合工艺 8
1.4.4 高温脱硅-磁选工艺 8
1.5 铁离子的测定方法 9
1.5.1 1，10-菲啰啉分光光度法 9
1.5.2 磺基水杨酸分光光度法 9
1.5.3 EDTA配位滴定法 9
1.5.4 重铬酸钾法 9
1.6 铁的氧化物及区别 9
1.7 研究的目的和意义 10
1.8 研究内容和目标 10
2 实验部分 11
2.1 实验方案 11
2.2 实验仪器、试剂及其他 12
2.3 提纯废液酸碱中和滴定实验 12
2.3.1 溶液制备 12
2.3.2 实验方法 12
2.4 重结晶实验 13
2.4.1 溶液制备 13
2.4.2 实验方法 13
3 结果与讨论 14
3.1 酸碱中和实验测试结果与讨论 14
3.2 重结晶实验测试结果与讨论 16
4 结论 19
致谢 20
参考文献 21
1 前言
1.1 碳纳米材料的应用
1.1.1 碳及其同素异形体
碳元素carbon，拉丁文意为煤炭，其在地壳中极为充沛，再加上它在地球环境下所能够产生的聚合物种类繁多，因此碳是地球所有生物的化学根本。[1]
碳的符号是C，原子序数是6，原子量为12，位于元素周期表的14族，属于非金属。每个碳原子有四颗能够键合的电子，因此形成特有的成键方式。自然产生的碳由三种同位素组成，12C和13C为稳定同位素，而14C则具放射性，其半衰期约为5730年。[2]所有碳的同素异形体在一般条件下都呈固体，其中石墨的热力学稳定性最高。它们不易受化学侵蚀，高温下才可与氧反应。在自然界中，碳元素除了以化合物的形式存在外，还存在大量的单质碳。单质碳在成键时，原子核外L层的原子轨道会发生杂化，因此，单质碳成键方式的不同会决定碳分子的空间结构，也决定碳分子的性质。根据spn (1≦n≦3)杂化成键方式：碳原子以SP3杂化时，4个σ键形成一个规则的四面体，构成三文的金刚石结构；以SP2杂化形成二文的石墨平面结构。1985年科学家发现了富勒烯C60家族，1991年发现了碳纳米管。