本文關(guān)鍵詞：磁性碳納米管復合材料對金屬離子和苯酚的吸附研究

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【摘要】：隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展,許多地區(qū)的環(huán)境和水源出現(xiàn)了不同程度的污染,日常飲用水和工業(yè)用水中金屬離子和有機污染物的含量明顯增加,水質(zhì)安全嚴重影響人類的健康發(fā)展。鉛和鋅是自然界存在的金屬元素,而苯酚是工業(yè)中常見的有機物,它們的大量使用增加了環(huán)境水體中金屬離子和苯酚的含量。以往的研究表明即使經(jīng)過處理的污水,其水中仍含有少量的金屬離子和酚類等有機污染物,雖然其含量較少但達不到排放標準,傳統(tǒng)的方法很難去除干凈。為此,本文以具有很高比表面積的碳納米管(MWCNTs)為原材料,采用具有磁性的金屬氧化物和對金屬離子和酚類等有機污染物具有很高吸附活性的氨基和硫醇基改性的方法,制備出了N2H4-SH-Fe3O4/O-MWCNTs復合材料,并且研究了它對鉛離子、鋅離子和苯酚的吸附性能和吸附機理。本文采用水熱法將四氧化三鐵均勻負載到碳納米管的表面,然后將氨基和硫醇基包覆到磁性碳納米管的表面;通過對復合材料表征分析得到四氧化三鐵均勻負載到碳納米管表面,氨基和硫醇基包覆于磁性碳納米管的表面。通過對水中鉛離子、鋅離子和苯酚的靜態(tài)吸附實驗,研究了N2H4-SHFe3O4/O-MWCNTs復合材料對金屬離子和苯酚的吸附性能,同時研究了pH值,吸附時間、溫度對靜態(tài)吸附過程的影響。結(jié)果表明,pH為6時,復合材料對鉛離子和鋅離子的最大吸附容量可達到199.6mg/g和179.2mg/g,對苯酚的最大吸附量可達到56.2mg/g。仍在pH為6的情況下,研究了不同吸附時間對鉛離子、鋅離子和苯酚吸附容量的影響,實驗表明在30min時吸附達到平衡,平衡吸附量分別為196mg/g、170mg/g和37mg/g。通過熱力學研究得到,碳納米管復合材料對金屬離子和苯酚的吸附屬于自發(fā)的吸熱過程;本研究還對吸附過程進行了動力學研究,結(jié)果表明,碳納米管復合材料對金屬離子和苯酚的吸附符合二級動力學速率方程;根據(jù)吸附等溫線顯示吸附過程符合Freundlich模型,吸附屬于連續(xù)的多分子層吸附;通過溢出實驗和再生實驗,表明復合材料具有很好的穩(wěn)定性和重復利用性�？傮w研究結(jié)果表明N2H4-SH-Fe3O4/O-MWCNTs復合材料對金屬離子和苯酚具有很好的吸附效果,與傳統(tǒng)的吸附劑相比較,具有很高的去除率,能夠很好地去除水中的微量金屬離子和苯酚等有機物,本研究為處理水中的微量有害物質(zhì)提供了一個很好的方法。
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1;TB33

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本文編號：1192251