發(fā)布時間：2018-03-28 02:14

  本文選題：氧化石墨烯　切入點：復合材料　出處：《閩南師范大學》2015年碩士論文

【摘要】：金屬材料與人類關(guān)系密切,廣泛運用于各行各業(yè)。但伴隨金屬材料的加工和腐蝕隨之產(chǎn)生了大量的重金屬廢水,由于重金屬離子具有不易被生物降解的特點,它能通過生物鏈循環(huán)逐漸進入植物體、動物體,并在其中富集,并最終危害到人類的自身健康。因此如何有效去除廢水中重金屬離子已經(jīng)成為人類必須面對的課題。相比其他重金屬去除方法,吸附法由于具有成本低,效率高,操作簡易,具有廣泛的應用前景。本論文以石墨烯為原材料,通過對其功能化改性,制備了幾種重金屬離子吸附劑材料。并就其對水溶液中重金屬離子的吸附行為進行了系統(tǒng)的研究。主要的研究類容包括：(1)制備了氧化石墨烯／聚乙烯亞胺的復合材料(GO/PEI),系統(tǒng)考察了該材料對Cr(Ⅵ)的吸附性能。探討了PEI與GO復合的最優(yōu)比例、吸附時間、Cr(Ⅵ)離子初始濃度、溶液pH、及溶液溫度等對吸附性能的影響。利用SEM、FT-IR和XPS等表征測試手段對GO和GO/PEI材料的形貌結(jié)構(gòu)進行了分析,并對該復合材料對Cr(Ⅵ)吸附機理進行了研究。實驗結(jié)果表明該材料對Cr(Ⅵ)具有很高的吸附量,能達到539.53 mg.g-1。同時材料表現(xiàn)出良好的再生能力,重復使用五次以后吸附容量還能達到初始吸附容量的81%,這些都說明我們的樣品對于Cr(Ⅵ)具有非常優(yōu)秀的吸附能力和潛在的工業(yè)應用前景。(2)利用聚丙烯胺修飾氧化石墨烯,制備了聚丙烯胺/氧化石墨烯(GO/PAA),并研究該復合材料對水溶液中重金屬離子Cu(Ⅱ)的吸附性能。探討了PAA與GO不同比例復合時對Cu(Ⅱ)的吸附性能變化,以及吸附時間、Cu(Ⅱ)離子初始濃度等因素對GO/PAA吸附量的影響,研究了吸附過程中的動力學、熱力學及吸附等溫線。研究結(jié)果表明在優(yōu)化的實驗條件下,該復合材料相比未加被修飾的氧化石墨烯對銅離子的吸附量提高了3倍以上：GO/PAA對Cu(Ⅱ)的吸附等溫線擬合更符合Langmuir模型,GO/PAA對Cu(Ⅱ)的吸附動力學擬合擬二級動力學模型較好。此外,通過不同溫度下的吸附熱力學數(shù)據(jù)求得的吉布斯自由能(△Go)、焓變(△Ho)和熵變(△So)值表明,吸附材料對Cu(Ⅱ)離子的吸附過程是可自發(fā)進行的吸熱過程。GO/PAA在進行了五次吸附-解吸循環(huán)實驗后,它們的吸附容量變化很少,能保持起始吸附能力的87.6%,表明這中種吸附劑的穩(wěn)定性較高,并且是可以被循環(huán)利用的。(3)合成了基于石墨烯的磁性復合材料—三乙烯四胺/磁性還原氧化石墨烯(TET-MRGO),采用SEM、FT-IR、XRD、XPS和磁化曲線等各種表征手段對復合材料掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)和X射線光電子能譜(XPS),X射線衍射(XRD),磁化曲線等手段對復合材料進行了系統(tǒng)的表征。利用該復合材料去除水體中的Cu(Ⅱ)。探討了吸附時間、Cu(Ⅱ)離子初始濃度等因素對T ET-MRGO吸附量的影響,優(yōu)化吸附實驗條件。研究了吸附過程中的動力學、熱力學及吸附等溫線。研究表明該復合材料的磁飽和量能達到42.13 emu.g-1,很容易通過外加磁場對吸附后的溶液進行分離。TET-MRGO對Cu(Ⅱ)的吸附等溫線擬合符合Langmuir模型,TET-MRGO對Cu(Ⅱ)的吸附動力學符合擬二級動力學模型。五次吸附-脫附實驗后,吸附容量能保持起始吸附能力的75%,說明材料具有較高的穩(wěn)定性。
[Abstract]:This paper deals with the adsorption of heavy metal ions in water solution . The results show that the material has low cost , high efficiency , simple operation and wide application prospect . The results show that the material has a high adsorption capacity and can reach 539.53 mg 路 g - 1 . The adsorption of Cu ( 鈪，

本文編號：1674301