近年來,工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生的矛盾層出不窮,其中凈化水資源成為大家的聚焦點。篩選最好的凈化水資源方式已成為可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題。光催化降解、吸附、膜分離、生物處理、化學(xué)凝固等方法擁有各自獨特的優(yōu)勢,已逐漸應(yīng)用到社會實踐中。由于成本低廉、耗時短、生產(chǎn)率高等優(yōu)點,吸附法在凈化水資源領(lǐng)域開辟新天地。納米結(jié)構(gòu)的材料由于跨越性地改進(jìn)傳統(tǒng)材料的物化性質(zhì),逐漸應(yīng)用到各種領(lǐng)域中。石墨烯作為其中一員,同樣擁有極佳的性能,氧化石墨烯身為石墨烯發(fā)展的延伸,在保留其主要性質(zhì)的基礎(chǔ)上擁有更多的含氧官能團(tuán),擁有更為廣闊的使用空間。天然高分子材料屬于可再生資源,由于其生物相容性好、無毒副作用等特點已被應(yīng)用于諸多領(lǐng)域,取得卓越的成果。本文制備雞蛋蛋白氣凝膠以及氧化石墨烯/雞蛋蛋白(PGO)氣凝膠材料,詳細(xì)探索各自吸附亞甲基藍(lán)的機制與性能。利用加熱法和冷凍干燥工藝對雞蛋蛋白加工,制備雞蛋蛋白氣凝膠。為了了解其表面結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成,通過相關(guān)儀器進(jìn)行檢測。嚴(yán)格控制實驗條件,摸索雞蛋蛋白氣凝膠在各種情況下吸附亞甲基藍(lán)的具體情況。利用吸附動力學(xué)模擬吸附實驗進(jìn)程,通過計算結(jié)果得知,Pseudo-second-order方程最適合吸附過程。對吸附亞甲基藍(lán)等溫線分析處理,氣凝膠吸附亞甲基藍(lán)過程遵照Langmuir方程,由其測得最大吸附亞甲基藍(lán)容量可達(dá)71.43mg/g。利用吸附熱力學(xué)理論研究其熱力學(xué)性能,具體數(shù)據(jù)表明氣凝膠吸附亞甲基藍(lán)在較低溫度下更容易自發(fā)進(jìn)行。氧化石墨烯(GO)利用改進(jìn)的新式Hummers法研制出,使用儀器檢測分析其內(nèi)部構(gòu)成與基團(tuán)。采用共混冷凍干燥法制備雞蛋蛋白/氧化石墨烯(PGO)氣凝膠,運用不同的表征測試手段分析其表面形態(tài)、分子結(jié)構(gòu)以及熱穩(wěn)定性。實驗測試不同外界條件對于PGO氣凝膠吸附亞甲基藍(lán)的干擾情況。運用吸附動力學(xué)模擬其實驗全過程,其結(jié)果顯示Pseudo-second-order方程最適合實驗過程。吸附亞甲基藍(lán)等溫線顯示亞甲基藍(lán)附著氣凝膠過程遵照Langmuir方程,由其測得的極限吸附容量可達(dá)91.66mg/g。吸附熱力學(xué)研究發(fā)現(xiàn),PGO氣凝膠吸附亞甲基藍(lán)可自發(fā)進(jìn)行且放出熱量。
【學(xué)位單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O647.3;TB332
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 工業(yè)廢水中染料的危害
    1.2 處理廢水中染料方法的介紹
        1.2.1 生物法
        1.2.2 物理法
        1.2.3 化學(xué)法
    1.3 常用的吸附劑
        1.3.1 活性炭
        1.3.2 天然有機吸附劑
        1.3.3 天然無機吸附劑
        1.3.4 合成吸附劑
    1.4 蛋白質(zhì)
        1.4.1 蛋白質(zhì)的性質(zhì)
        1.4.2 蛋白質(zhì)的應(yīng)用
    1.5 石墨烯及氧化石墨烯
        1.5.1 石墨烯的發(fā)現(xiàn)與性質(zhì)
        1.5.2 石墨烯的制備方法
        1.5.3 氧化石墨烯
    1.6 氧化石墨烯復(fù)合材料的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展
        1.6.1 氧化石墨烯/聚合物復(fù)合材料
        1.6.2 氧化石墨烯/無機物復(fù)合材料
        1.6.3 氧化石墨烯三維復(fù)合材料探究
    1.7 氧化石墨烯復(fù)合材料在環(huán)境保護(hù)方面的探究
        1.7.1 對重金屬離子的吸附
        1.7.2 對有機染料的吸附
    1.8 問題的提出及主要研究內(nèi)容
        1.8.1 問題的提出
第二章 材料的制備與結(jié)構(gòu)表征
    2.1 實驗試劑與原料
    2.2 主要儀器
    2.3 雞蛋蛋白氣凝膠的制備及表征
        2.3.1 制備雞蛋蛋白氣凝膠
        2.3.2 表征結(jié)果及討論
    2.4 氧化石墨烯的制備和表征
        2.4.1 氧化石墨烯制備的實驗過程
        2.4.2 實驗結(jié)果與表征
    2.5 氧化石墨烯/雞蛋蛋白氣凝膠的制備和表征
        2.5.1 氧化石墨烯/雞蛋蛋白復(fù)合氣凝膠的制備過程
        2.5.2 PGO氣凝膠表征及討論
    2.6 本章小結(jié)
第三章 雞蛋蛋白氣凝膠的吸附性能研究
    3.1 前言
    3.2 有機染料的檢測方法
    3.3 各種外界因素對雞蛋蛋白氣凝膠吸附亞甲基藍(lán)的作用
        3.3.1 各種去離子水比例雞蛋蛋白氣凝膠對吸附性能的作用
        3.3.2 反應(yīng)時間對吸附性能的作用
        3.3.3 初始亞甲基藍(lán)濃度和溫度對吸附性能的作用
        3.3.4 吸附劑質(zhì)量對吸附性能的作用
        3.3.5 亞甲基藍(lán)溶液初始p H值對吸附性能的作用
    3.4 吸附等溫線
    3.5 吸附動力學(xué)
    3.6 吸附熱力學(xué)
    3.7 本章小結(jié)
第四章 雞蛋蛋白/氧化石墨烯氣凝膠的吸附性能研究
    4.1 前言
    4.2 實驗結(jié)果與討論
        4.2.1 不同氧化石墨烯含量的氧化石墨烯/雞蛋蛋白氣凝膠的吸附性能研究
        4.2.2 初始亞甲基藍(lán)濃度和溫度對吸附性能的作用
        4.2.3 吸附劑質(zhì)量對吸附性能的作用
        4.2.4 亞甲基藍(lán)溶液初始p H值對吸附的作用
        4.2.5 反應(yīng)時間對吸附性能的作用
        4.2.6 吸附動力學(xué)研究
        4.2.7 吸附等溫線研究
        4.2.8 吸附熱力學(xué)研究
    4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2855018