粉煤灰/石墨烯復(fù)合材料的制備及其吸附性能的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-11 22:02
隨著時(shí)代的進(jìn)步,經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的發(fā)展,水污染給人們帶來(lái)的影響也越來(lái)越凸顯。污染廢水中的染料和重金屬離子對(duì)水體的破壞較大,而且會(huì)對(duì)環(huán)境和生物體造成嚴(yán)重的傷害。如何高效的去除污染廢水中的染料以及重金屬離子越來(lái)越值得人們思考和研究。吸附法具有較寬廣的市場(chǎng),其操作簡(jiǎn)單,成本較低且可處理很多難分解、劇毒性的廢水,因此備受親睞。實(shí)驗(yàn)首先對(duì)粉煤灰進(jìn)行改性研究,采用氧化還原法進(jìn)行多層石墨烯的制備。通過(guò)水熱合成法和燒結(jié)法制備了 F/Gr、PEGF/Gr和PVPF/Gr。運(yùn)用SEM、Raman、XRD、FT-IR和BET等手段對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行了表征。以F/Gr、PEG F/Gr和PVP F/Gr作為吸附劑,對(duì)亞甲基藍(lán)及Cu2+進(jìn)行吸附性能的研究。結(jié)果表明:(1)利用水熱合成法和燒結(jié)法成功制備了 F/Gr,產(chǎn)物中石墨烯均勻包覆在粉煤灰表面,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。復(fù)合材料的比表面積為420.82 m2/g,且具有微孔和介孔結(jié)構(gòu)。(2)以F/Gr對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附能力的差異作為研究對(duì)象。當(dāng)pH值增大時(shí)它的吸附量隨之增大,當(dāng)pH值趨于中性時(shí)吸附趨于平衡;當(dāng)F/Gr的用量為1mg/mL,去除率趨于穩(wěn)定;當(dāng)溫度逐漸升高時(shí)F/Gr對(duì)亞甲基...
【文章來(lái)源】:安徽理工大學(xué)安徽省
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 水體污染概述
1.1.1 染料污染現(xiàn)狀
1.1.2 染料污染的治理方法
1.1.2.1 膜分離法
1.1.2.2 化學(xué)氧化還原法
1.1.2.3 吸附法
1.1.3 重金屬污染現(xiàn)狀及危害
1.1.4 重金屬?gòu)U水的處理技術(shù)
1.1.4.1 絮凝法
1.1.4.2 生物法
1.1.4.3 離子交換法
1.1.4.4 溶液萃取法
1.1.4.5 吸附法
1.2 粉煤灰概述
1.2.1 粉煤灰的形成及性質(zhì)
1.2.2 粉煤灰組成及危害
1.2.3 粉煤灰改性方法
1.2.3.1 熱改性粉煤灰
1.2.3.2 酸改性粉煤灰
1.2.3.3 堿改性粉煤灰
1.2.3.4 微波活化改性粉煤灰
1.2.3.5 表面活性劑改性粉煤灰
1.2.4 粉煤灰的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀
1.3 石墨烯概述
1.3.1 石墨烯的簡(jiǎn)介
1.3.2 石墨烯的制備方法
1.3.2.1 機(jī)械剝離法
1.3.2.2 碳化硅(SiC)外延生長(zhǎng)法
1.3.2.3 化學(xué)氧化還原法
1.3.2.4 液相分散法
1.3.2.5 其他制備方法
1.3.3 石墨烯的性能
1.3.4 石墨烯的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀
1.4 石墨烯基復(fù)合材料制備方法
1.4.1 共混法
1.4.2 化學(xué)還原法
1.4.3 水—溶劑熱法
1.4.4 溶膠—凝膠法
1.4.5 電化學(xué)沉積法
1.5 論文研究目的、內(nèi)容及意義
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 實(shí)驗(yàn)分析
2.2.1 亞甲基藍(lán)濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線
2.2.2 吸附量的計(jì)算
2.2.3 吸附動(dòng)力學(xué)研究
2.2.4 吸附熱力學(xué)研究
2.3 粉煤灰的改性研究
2.3.1 改性粉煤灰的制備
2.3.2 改性粉煤灰的表征
2.3.3 粉煤灰改性機(jī)理分析
第三章 粉煤灰/石墨烯復(fù)合材料的制備、表征及對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附性能研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
3.2.1 F/Gr的制備
3.2.1.1 石墨烯的制備
3.2.1.2 F/Gr的制備
3.2.2 亞甲基藍(lán)吸附實(shí)驗(yàn)
3.2.2.1 pH值對(duì)F/Gr吸附亞甲基藍(lán)的影響
3.2.2.2 F/Gr用量對(duì)F/Gr吸附亞甲基藍(lán)的影響
3.2.2.3 吸附時(shí)間對(duì)F/Gr吸附亞甲基藍(lán)的影響
3.2.2.4 溫度對(duì)F/Gr吸附亞甲基藍(lán)的影響
3.2.2.5 不同吸附劑對(duì)亞甲基藍(lán)吸附性能的研究
3.3 結(jié)果分析與討論
3.3.1 F/Gr的表征
3.3.1.1 石墨烯的形貌和結(jié)構(gòu)分析
3.3.1.2 F/Gr的形貌分析
3.3.1.3 F/Gr 的 XRD 表征
3.3.1.4 F/Gr 的 FT-IR 表征
3.3.1.5 F/Gr的比表面積分析
3.3.2 外界條件對(duì)F/G吸附亞甲基藍(lán)性能的影響
3.3.2.1 溶液初始pH值對(duì)F/G吸附亞甲基藍(lán)的影響
3.3.2.2 F/Gr用量對(duì)F/Gr吸附亞甲基藍(lán)的影響
3.3.2.3 吸附時(shí)間和溫度對(duì)F/Gr吸附亞甲基藍(lán)的影響
3.3.2.4 不同吸附劑對(duì)亞甲基藍(lán)吸附性能的研究
3.3.2.5 吸附動(dòng)力學(xué)研究
3.3.2.6 吸附熱力學(xué)研究
3.4 本章小結(jié)
2+的吸附性能研究">第四章 F/Gr的改性制備及其對(duì)Cu2+的吸附性能研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
4.2.1 石墨烯的分散處理
4.2.1.1 實(shí)驗(yàn)步驟
4.2.1.2 分散性能分析
4.2.2 F/Gr的改性制備
2+吸附實(shí)驗(yàn)"> 4.2.3 Cu2+吸附實(shí)驗(yàn)
2+的影響"> 4.2.3.1 pH值對(duì)復(fù)合材料吸附Cu2+的影響
2+的影響"> 4.2.3.2 復(fù)合材料用量對(duì)復(fù)合材料吸附Cu2+的影響
2+的影響"> 4.2.3.3 吸附時(shí)間對(duì)復(fù)合材料吸附Cu2+的影響
2+溶液初始濃度對(duì)復(fù)合材料吸附Cu2+的影響"> 4.2.3.4 Cu2+溶液初始濃度對(duì)復(fù)合材料吸附Cu2+的影響
4.3 結(jié)果分析與討論
4.3.1 復(fù)合材料的表征
4.3.2 吸附性能研究
2+的影響"> 4.3.2.1 溶液初始pH值對(duì)復(fù)合材料吸附Cu2+的影響
2+的影響"> 4.3.2.2 復(fù)合材料用量對(duì)復(fù)合材料吸附Cu2+的影響
2+的影響"> 4.3.2.3 吸附時(shí)間對(duì)復(fù)合材料吸附Cu2+的影響
2+溶液初始濃度對(duì)復(fù)合材料吸附Cu2+的影響"> 4.3.2.4 Cu2+溶液初始濃度對(duì)復(fù)合材料吸附Cu2+的影響
4.3.2.5 吸附動(dòng)力學(xué)研究
4.3.2.6 等溫吸附
4.4 本章小結(jié)
第五章 實(shí)驗(yàn)機(jī)理分析
5.1 材料合成機(jī)理分析
5.2 吸附機(jī)理分析
5.2.1 F/Gr吸附亞甲基藍(lán)
2+"> 5.2.2 PEG F/Gr和PVP F/Gr吸附Cu2+
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]石墨烯吸附材料的制備與應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 楊勝韜,趙連勤. 西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(02)
[2]改性石墨烯對(duì)水中亞甲基藍(lán)的吸附性能研究[J]. 吳艷,羅漢金,王侯,張子龍,王燦,王雨微. 環(huán)境科學(xué). 2013(11)
[3]石墨烯材料在重金屬?gòu)U水吸附凈化中的應(yīng)用[J]. 吳春來(lái),樊靜. 化工進(jìn)展. 2013(11)
[4]改性粉煤灰及在廢水中的應(yīng)用[J]. 劉吉洲,韓斌,呂慶鑾,滿杰,鄭偉. 化工時(shí)刊. 2013(09)
[5]采油廢水粉煤灰處理技術(shù)研究[J]. 劉雪紅. 化工管理. 2013(18)
[6]改進(jìn)的水熱法在無(wú)機(jī)非金屬材料制備中的應(yīng)用[J]. 吳健松,肖應(yīng)凱,梁海群. 化學(xué)通報(bào). 2012(04)
[7]水熱法聚乙烯基吡咯烷酮表面修飾碳納米管的研究[J]. 丁盛,馬傳國(guó). 化工新型材料. 2011(11)
[8]氨基磺酸銨-細(xì)菌纖維素對(duì)Pb2+的吸附性能及機(jī)理[J]. 魯敏,關(guān)曉輝,魏德洲,李彥英. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(07)
[9]乙醇胺功能化石墨烯的制備與表征[J]. 馬文石,周俊文,林曉丹. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2011(12)
[10]高濃度石墨烯水系分散液及其氣液界面自組裝膜[J]. 魏偉,呂偉,楊全紅. 新型炭材料. 2011(01)
博士論文
[1]基于石墨烯材料的制備及其性能的研究[D]. 徐超.南京理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]石墨烯基復(fù)合介孔材料的制備及其對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附性能研究[D]. 羅玲玲.浙江師范大學(xué) 2014
[2]基于殼聚糖的磁性復(fù)合材料對(duì)苯酚和亞甲基藍(lán)的吸附[D]. 張俊.湖南大學(xué) 2014
[3]粉煤灰對(duì)磺化腐植酸有機(jī)污染物的吸附性能研究[D]. 楊思齊.華北電力大學(xué) 2014
[4]粉煤灰優(yōu)化改性及對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附去除性能及機(jī)理研究[D]. 鄧瑋.廣西大學(xué) 2013
[5]氧化石墨烯及其復(fù)合材料對(duì)重金屬銅的吸附性能研究[D]. 武文琴.湖南大學(xué) 2013
[6]某污水處理廠不同處理工藝對(duì)污水凈化與脫氮除磷效果的比較分析[D]. 馬艷芳.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
本文編號(hào):2971557
【文章來(lái)源】:安徽理工大學(xué)安徽省
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 水體污染概述
1.1.1 染料污染現(xiàn)狀
1.1.2 染料污染的治理方法
1.1.2.1 膜分離法
1.1.2.2 化學(xué)氧化還原法
1.1.2.3 吸附法
1.1.3 重金屬污染現(xiàn)狀及危害
1.1.4 重金屬?gòu)U水的處理技術(shù)
1.1.4.1 絮凝法
1.1.4.2 生物法
1.1.4.3 離子交換法
1.1.4.4 溶液萃取法
1.1.4.5 吸附法
1.2 粉煤灰概述
1.2.1 粉煤灰的形成及性質(zhì)
1.2.2 粉煤灰組成及危害
1.2.3 粉煤灰改性方法
1.2.3.1 熱改性粉煤灰
1.2.3.2 酸改性粉煤灰
1.2.3.3 堿改性粉煤灰
1.2.3.4 微波活化改性粉煤灰
1.2.3.5 表面活性劑改性粉煤灰
1.2.4 粉煤灰的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀
1.3 石墨烯概述
1.3.1 石墨烯的簡(jiǎn)介
1.3.2 石墨烯的制備方法
1.3.2.1 機(jī)械剝離法
1.3.2.2 碳化硅(SiC)外延生長(zhǎng)法
1.3.2.3 化學(xué)氧化還原法
1.3.2.4 液相分散法
1.3.2.5 其他制備方法
1.3.3 石墨烯的性能
1.3.4 石墨烯的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀
1.4 石墨烯基復(fù)合材料制備方法
1.4.1 共混法
1.4.2 化學(xué)還原法
1.4.3 水—溶劑熱法
1.4.4 溶膠—凝膠法
1.4.5 電化學(xué)沉積法
1.5 論文研究目的、內(nèi)容及意義
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 實(shí)驗(yàn)分析
2.2.1 亞甲基藍(lán)濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線
2.2.2 吸附量的計(jì)算
2.2.3 吸附動(dòng)力學(xué)研究
2.2.4 吸附熱力學(xué)研究
2.3 粉煤灰的改性研究
2.3.1 改性粉煤灰的制備
2.3.2 改性粉煤灰的表征
2.3.3 粉煤灰改性機(jī)理分析
第三章 粉煤灰/石墨烯復(fù)合材料的制備、表征及對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附性能研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
3.2.1 F/Gr的制備
3.2.1.1 石墨烯的制備
3.2.1.2 F/Gr的制備
3.2.2 亞甲基藍(lán)吸附實(shí)驗(yàn)
3.2.2.1 pH值對(duì)F/Gr吸附亞甲基藍(lán)的影響
3.2.2.2 F/Gr用量對(duì)F/Gr吸附亞甲基藍(lán)的影響
3.2.2.3 吸附時(shí)間對(duì)F/Gr吸附亞甲基藍(lán)的影響
3.2.2.4 溫度對(duì)F/Gr吸附亞甲基藍(lán)的影響
3.2.2.5 不同吸附劑對(duì)亞甲基藍(lán)吸附性能的研究
3.3 結(jié)果分析與討論
3.3.1 F/Gr的表征
3.3.1.1 石墨烯的形貌和結(jié)構(gòu)分析
3.3.1.2 F/Gr的形貌分析
3.3.1.3 F/Gr 的 XRD 表征
3.3.1.4 F/Gr 的 FT-IR 表征
3.3.1.5 F/Gr的比表面積分析
3.3.2 外界條件對(duì)F/G吸附亞甲基藍(lán)性能的影響
3.3.2.1 溶液初始pH值對(duì)F/G吸附亞甲基藍(lán)的影響
3.3.2.2 F/Gr用量對(duì)F/Gr吸附亞甲基藍(lán)的影響
3.3.2.3 吸附時(shí)間和溫度對(duì)F/Gr吸附亞甲基藍(lán)的影響
3.3.2.4 不同吸附劑對(duì)亞甲基藍(lán)吸附性能的研究
3.3.2.5 吸附動(dòng)力學(xué)研究
3.3.2.6 吸附熱力學(xué)研究
3.4 本章小結(jié)
2+的吸附性能研究">第四章 F/Gr的改性制備及其對(duì)Cu2+的吸附性能研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
4.2.1 石墨烯的分散處理
4.2.1.1 實(shí)驗(yàn)步驟
4.2.1.2 分散性能分析
4.2.2 F/Gr的改性制備
2+吸附實(shí)驗(yàn)"> 4.2.3 Cu2+吸附實(shí)驗(yàn)
2+的影響"> 4.2.3.1 pH值對(duì)復(fù)合材料吸附Cu2+的影響
2+的影響"> 4.2.3.2 復(fù)合材料用量對(duì)復(fù)合材料吸附Cu2+的影響
2+的影響"> 4.2.3.3 吸附時(shí)間對(duì)復(fù)合材料吸附Cu2+的影響
2+溶液初始濃度對(duì)復(fù)合材料吸附Cu2+的影響"> 4.2.3.4 Cu2+溶液初始濃度對(duì)復(fù)合材料吸附Cu2+的影響
4.3 結(jié)果分析與討論
4.3.1 復(fù)合材料的表征
4.3.2 吸附性能研究
2+的影響"> 4.3.2.1 溶液初始pH值對(duì)復(fù)合材料吸附Cu2+的影響
2+的影響"> 4.3.2.2 復(fù)合材料用量對(duì)復(fù)合材料吸附Cu2+的影響
2+的影響"> 4.3.2.3 吸附時(shí)間對(duì)復(fù)合材料吸附Cu2+的影響
2+溶液初始濃度對(duì)復(fù)合材料吸附Cu2+的影響"> 4.3.2.4 Cu2+溶液初始濃度對(duì)復(fù)合材料吸附Cu2+的影響
4.3.2.5 吸附動(dòng)力學(xué)研究
4.3.2.6 等溫吸附
4.4 本章小結(jié)
第五章 實(shí)驗(yàn)機(jī)理分析
5.1 材料合成機(jī)理分析
5.2 吸附機(jī)理分析
5.2.1 F/Gr吸附亞甲基藍(lán)
2+"> 5.2.2 PEG F/Gr和PVP F/Gr吸附Cu2+
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]石墨烯吸附材料的制備與應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 楊勝韜,趙連勤. 西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(02)
[2]改性石墨烯對(duì)水中亞甲基藍(lán)的吸附性能研究[J]. 吳艷,羅漢金,王侯,張子龍,王燦,王雨微. 環(huán)境科學(xué). 2013(11)
[3]石墨烯材料在重金屬?gòu)U水吸附凈化中的應(yīng)用[J]. 吳春來(lái),樊靜. 化工進(jìn)展. 2013(11)
[4]改性粉煤灰及在廢水中的應(yīng)用[J]. 劉吉洲,韓斌,呂慶鑾,滿杰,鄭偉. 化工時(shí)刊. 2013(09)
[5]采油廢水粉煤灰處理技術(shù)研究[J]. 劉雪紅. 化工管理. 2013(18)
[6]改進(jìn)的水熱法在無(wú)機(jī)非金屬材料制備中的應(yīng)用[J]. 吳健松,肖應(yīng)凱,梁海群. 化學(xué)通報(bào). 2012(04)
[7]水熱法聚乙烯基吡咯烷酮表面修飾碳納米管的研究[J]. 丁盛,馬傳國(guó). 化工新型材料. 2011(11)
[8]氨基磺酸銨-細(xì)菌纖維素對(duì)Pb2+的吸附性能及機(jī)理[J]. 魯敏,關(guān)曉輝,魏德洲,李彥英. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(07)
[9]乙醇胺功能化石墨烯的制備與表征[J]. 馬文石,周俊文,林曉丹. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2011(12)
[10]高濃度石墨烯水系分散液及其氣液界面自組裝膜[J]. 魏偉,呂偉,楊全紅. 新型炭材料. 2011(01)
博士論文
[1]基于石墨烯材料的制備及其性能的研究[D]. 徐超.南京理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]石墨烯基復(fù)合介孔材料的制備及其對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附性能研究[D]. 羅玲玲.浙江師范大學(xué) 2014
[2]基于殼聚糖的磁性復(fù)合材料對(duì)苯酚和亞甲基藍(lán)的吸附[D]. 張俊.湖南大學(xué) 2014
[3]粉煤灰對(duì)磺化腐植酸有機(jī)污染物的吸附性能研究[D]. 楊思齊.華北電力大學(xué) 2014
[4]粉煤灰優(yōu)化改性及對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附去除性能及機(jī)理研究[D]. 鄧瑋.廣西大學(xué) 2013
[5]氧化石墨烯及其復(fù)合材料對(duì)重金屬銅的吸附性能研究[D]. 武文琴.湖南大學(xué) 2013
[6]某污水處理廠不同處理工藝對(duì)污水凈化與脫氮除磷效果的比較分析[D]. 馬艷芳.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
本文編號(hào):2971557
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