石墨烯/鎂鋁雙金屬氧化物納米復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)及對(duì)水中鉻離子去除性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-12 13:35
本文采用尿素輔助一步水熱法制備了石墨烯/鎂鋁層狀雙金屬氫氧化物(G-MgAl-LDHs)納米復(fù)合材料,氮?dú)獗Wo(hù)高溫煅燒后得其煅燒產(chǎn)物石墨烯/鎂鋁雙金屬氧化物(G-MgAl-LDO)納米復(fù)合材料。并進(jìn)行了X-射線衍射(XRD)、X-射線光電子能譜(XPS)、掃描電子顯微鏡(SEM)、高倍透射電子顯微鏡(HRTEM)和能量色散X-射線光譜(EDX)等微觀結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明:成功制備出G-MgAl-LDHs納米復(fù)合材料,形成了層狀雙金屬氫氧化物(LDHs)納米片與石墨烯薄片一層一層交叉分布(layer-by-layer)的結(jié)構(gòu);水熱過(guò)程中,尿素不僅能提供堿性環(huán)境,而且能有效還原氧化石墨烯(GO)。煅燒后的產(chǎn)物G-MgAl-LDO納米復(fù)合材料的層狀結(jié)構(gòu)被破壞,而吸附Cr(VI)離子后由于LDHs結(jié)構(gòu)記憶效應(yīng)可以部分恢復(fù)層狀結(jié)構(gòu)。研究了煅燒產(chǎn)物G-MgAl-LDO納米復(fù)合材料對(duì)水體中Cr(VI)離子的吸附性能,并考查了Mg/Al、煅燒溫度、溶液PH值和Cr(VI)離子初始濃度等因素對(duì)吸附效果的影響。結(jié)果表明:在Mg/Al為2,煅燒溫度為500℃,溶液pH為2.00且Cr(VI)離子初始濃度為25...
【文章來(lái)源】:重慶交通大學(xué)重慶市
【文章頁(yè)數(shù)】:62 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題研究目的和意義
1.2 水體中鉻(VI)離子去除方法
1.2.1 化學(xué)沉淀法
1.2.2 電化學(xué)法
1.2.3 離子交換法
1.2.4 膜分離法
1.2.5 生物處理法
1.2.6 吸附法
1.3 吸附理論概述
1.3.1 吸附的基本概念
1.3.2 吸附的種類
1.3.3 吸附等溫線
1.3.4 吸附動(dòng)力學(xué)
1.4 層狀雙金屬氫氧化物概述
1.4.1 層狀雙金屬氫氧化物的簡(jiǎn)介
1.4.2 層狀雙金屬氫氧化物的結(jié)構(gòu)
1.4.3 層狀雙金屬氫氧化物的性能
1.4.4 LDHs在吸附鉻(VI)離子中的應(yīng)用
1.5 石墨烯概述
1.5.1 石墨烯結(jié)構(gòu)及性質(zhì)
1.5.2 石墨烯的制備方法
1.5.3 石墨烯基復(fù)合材料
1.6 課題研究背景和課題提出
1.6.1 課題研究背景
1.6.2 課題提出
第二章 石墨烯/鎂鋁層狀雙金屬氫氧化物納米復(fù)合材料和石墨烯/鎂鋁雙金屬氧化物納米復(fù)合材料的制備及表征
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 吸附材料制備
2.2.1 MgAl-LDHs吸附材料的制備
2.2.2 G-MgAl-LDHs納米復(fù)合材料的制備
2.2.3 G-MgAl-LDO納米復(fù)合材料的制備
2.3 吸附材料微觀結(jié)構(gòu)表征
2.3.1 X-射線衍射(XRD)分析
2.3.2 X-射線光電子能譜(XPS)分析
2.3.3 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
2.3.4 高分辨率透射電子顯微鏡(HRTEM)分析
2.3.5 能量色散X射線光譜(EDX)分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 石墨烯/鎂鋁雙金屬氧化物納米復(fù)合材料對(duì)Cr(VI)離子吸附性能研究
3.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
3.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
3.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
3.2 Cr(VI)離子的檢測(cè)和吸附效果評(píng)估
3.2.1 Cr(VI)離子的檢測(cè)
3.2.2 吸附實(shí)驗(yàn)
3.2.3 吸附效果評(píng)估
3.3 G-MgAl-LDO納米復(fù)合材料吸附C(VI)離子影響因素研究
3.3.1 Mg/Al對(duì)吸附效果的影響
3.3.2 煅燒溫度對(duì)吸附效果的影響
3.3.3 溶液PH值對(duì)吸附效果的影響
3.3.4 Cr(VI)離子初始濃度對(duì)吸附效果的影響
3.4 本章小結(jié)
第四章 石墨烯/鎂鋁雙金屬氧化物納米復(fù)合材料對(duì)Cr(VI)離子吸附熱、動(dòng)力學(xué)研究
4.1 吸附熱力學(xué)研究
4.1.1 等溫吸附平衡曲線
4.1.2 Langmuir和Freundlich吸附等溫方程及模型擬合
4.1.3 熱力學(xué)參數(shù)分析
4.2 吸附動(dòng)力學(xué)和吸附機(jī)理研究
4.2.1 復(fù)合材料對(duì)Cr(VI)離子吸附動(dòng)力學(xué)和吸附機(jī)理研究
4.2.2 動(dòng)力學(xué)方程與模型擬合
4.2.3 動(dòng)力學(xué)模型相關(guān)參數(shù)及分析
4.3 吸附材料的解吸和再生循環(huán)
4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論和展望
5.1 結(jié)論和創(chuàng)新點(diǎn)
5.1.1 結(jié)論
5.1.2 創(chuàng)新點(diǎn)
5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間發(fā)表的論文和取得的學(xué)術(shù)成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]焙燒鎂鋁層狀雙氫氧化物對(duì)Cr(VI)的吸附[J]. 李燕,李常浩,楊國(guó)慶. 長(zhǎng)治學(xué)院學(xué)報(bào). 2011(05)
[2]石墨烯的制備研究進(jìn)展[J]. 袁小亞. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2011(06)
[3]高效吸附鉻的菌株篩選及優(yōu)化條件[J]. 黃世臣,李熙英,王娟. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(04)
[4]Mg/Al雙金屬氧化物吸附Cr(Ⅵ)的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)機(jī)理[J]. 徐淑芬,倪哲明,夏盛杰,陳愛(ài)民,趙少芬. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2009(05)
[5]LDO吸附水中苯甲酸鈉的熱力學(xué)研究[J]. 馬明海,彭書(shū)傳,朱承駐,陳天虎,汪家權(quán). 合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(10)
[6]膜分離技術(shù)在重金屬?gòu)U水處理中的應(yīng)用[J]. 謝輝玲,葉紅齊,曾堅(jiān)賢. 化學(xué)與生物工程. 2005(05)
[7]離子交換樹(shù)脂處理鋼鐵鈍化含鉻廢水的研究[J]. 吳克明,石瑛,王俊,黃羽. 工業(yè)安全與環(huán)保. 2005(04)
[8]Mg/Al型雙金屬氧化物對(duì)六價(jià)鉻的吸附作用[J]. 鄭麗波,葉瑛,季珊珊,楊帥杰. 地球化學(xué). 2004(02)
[9]吸附樹(shù)脂對(duì)山梨酸的吸附作用及其熱力學(xué)性質(zhì)[J]. 羅剛,張全興,李愛(ài)民,劉福強(qiáng),邵莉,陳金龍. 應(yīng)用化學(xué). 2003(12)
[10]水滑石類化合物的性質(zhì)及其催化應(yīng)用[J]. 安霞,謝鮮梅,王志忠. 太原理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2002(05)
博士論文
[1]聚合物基新型復(fù)合吸附材料的制備及對(duì)水體中重金屬污染物的吸附性能研究[D]. 李曉麗.蘭州大學(xué) 2013
[2]多壁碳納米管負(fù)載TiO2對(duì)氯苯的吸附與光降解作用研究[D]. 張偉.湖南大學(xué) 2011
[3]層狀雙金屬(氫)氧化物對(duì)鹵離子的吸附和離子交換性能研究[D]. 呂亮.北京化工大學(xué) 2005
碩士論文
[1]氧化石墨烯和石墨烯納米材料制備及其重金屬吸附性能研究[D]. 楊熙.華中師范大學(xué) 2012
[2]鎂錳鋁復(fù)合氧化物的制備及其對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附性能研究[D]. 馮華洋.湖南大學(xué) 2012
[3]插層水滑石的制備及其去除水中重金屬性能的研究[D]. 馬玉晶.華北電力大學(xué) 2012
本文編號(hào):2972943
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【文章頁(yè)數(shù)】:62 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題研究目的和意義
1.2 水體中鉻(VI)離子去除方法
1.2.1 化學(xué)沉淀法
1.2.2 電化學(xué)法
1.2.3 離子交換法
1.2.4 膜分離法
1.2.5 生物處理法
1.2.6 吸附法
1.3 吸附理論概述
1.3.1 吸附的基本概念
1.3.2 吸附的種類
1.3.3 吸附等溫線
1.3.4 吸附動(dòng)力學(xué)
1.4 層狀雙金屬氫氧化物概述
1.4.1 層狀雙金屬氫氧化物的簡(jiǎn)介
1.4.2 層狀雙金屬氫氧化物的結(jié)構(gòu)
1.4.3 層狀雙金屬氫氧化物的性能
1.4.4 LDHs在吸附鉻(VI)離子中的應(yīng)用
1.5 石墨烯概述
1.5.1 石墨烯結(jié)構(gòu)及性質(zhì)
1.5.2 石墨烯的制備方法
1.5.3 石墨烯基復(fù)合材料
1.6 課題研究背景和課題提出
1.6.1 課題研究背景
1.6.2 課題提出
第二章 石墨烯/鎂鋁層狀雙金屬氫氧化物納米復(fù)合材料和石墨烯/鎂鋁雙金屬氧化物納米復(fù)合材料的制備及表征
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 吸附材料制備
2.2.1 MgAl-LDHs吸附材料的制備
2.2.2 G-MgAl-LDHs納米復(fù)合材料的制備
2.2.3 G-MgAl-LDO納米復(fù)合材料的制備
2.3 吸附材料微觀結(jié)構(gòu)表征
2.3.1 X-射線衍射(XRD)分析
2.3.2 X-射線光電子能譜(XPS)分析
2.3.3 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
2.3.4 高分辨率透射電子顯微鏡(HRTEM)分析
2.3.5 能量色散X射線光譜(EDX)分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 石墨烯/鎂鋁雙金屬氧化物納米復(fù)合材料對(duì)Cr(VI)離子吸附性能研究
3.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
3.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
3.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
3.2 Cr(VI)離子的檢測(cè)和吸附效果評(píng)估
3.2.1 Cr(VI)離子的檢測(cè)
3.2.2 吸附實(shí)驗(yàn)
3.2.3 吸附效果評(píng)估
3.3 G-MgAl-LDO納米復(fù)合材料吸附C(VI)離子影響因素研究
3.3.1 Mg/Al對(duì)吸附效果的影響
3.3.2 煅燒溫度對(duì)吸附效果的影響
3.3.3 溶液PH值對(duì)吸附效果的影響
3.3.4 Cr(VI)離子初始濃度對(duì)吸附效果的影響
3.4 本章小結(jié)
第四章 石墨烯/鎂鋁雙金屬氧化物納米復(fù)合材料對(duì)Cr(VI)離子吸附熱、動(dòng)力學(xué)研究
4.1 吸附熱力學(xué)研究
4.1.1 等溫吸附平衡曲線
4.1.2 Langmuir和Freundlich吸附等溫方程及模型擬合
4.1.3 熱力學(xué)參數(shù)分析
4.2 吸附動(dòng)力學(xué)和吸附機(jī)理研究
4.2.1 復(fù)合材料對(duì)Cr(VI)離子吸附動(dòng)力學(xué)和吸附機(jī)理研究
4.2.2 動(dòng)力學(xué)方程與模型擬合
4.2.3 動(dòng)力學(xué)模型相關(guān)參數(shù)及分析
4.3 吸附材料的解吸和再生循環(huán)
4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論和展望
5.1 結(jié)論和創(chuàng)新點(diǎn)
5.1.1 結(jié)論
5.1.2 創(chuàng)新點(diǎn)
5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間發(fā)表的論文和取得的學(xué)術(shù)成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]焙燒鎂鋁層狀雙氫氧化物對(duì)Cr(VI)的吸附[J]. 李燕,李常浩,楊國(guó)慶. 長(zhǎng)治學(xué)院學(xué)報(bào). 2011(05)
[2]石墨烯的制備研究進(jìn)展[J]. 袁小亞. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2011(06)
[3]高效吸附鉻的菌株篩選及優(yōu)化條件[J]. 黃世臣,李熙英,王娟. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(04)
[4]Mg/Al雙金屬氧化物吸附Cr(Ⅵ)的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)機(jī)理[J]. 徐淑芬,倪哲明,夏盛杰,陳愛(ài)民,趙少芬. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2009(05)
[5]LDO吸附水中苯甲酸鈉的熱力學(xué)研究[J]. 馬明海,彭書(shū)傳,朱承駐,陳天虎,汪家權(quán). 合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(10)
[6]膜分離技術(shù)在重金屬?gòu)U水處理中的應(yīng)用[J]. 謝輝玲,葉紅齊,曾堅(jiān)賢. 化學(xué)與生物工程. 2005(05)
[7]離子交換樹(shù)脂處理鋼鐵鈍化含鉻廢水的研究[J]. 吳克明,石瑛,王俊,黃羽. 工業(yè)安全與環(huán)保. 2005(04)
[8]Mg/Al型雙金屬氧化物對(duì)六價(jià)鉻的吸附作用[J]. 鄭麗波,葉瑛,季珊珊,楊帥杰. 地球化學(xué). 2004(02)
[9]吸附樹(shù)脂對(duì)山梨酸的吸附作用及其熱力學(xué)性質(zhì)[J]. 羅剛,張全興,李愛(ài)民,劉福強(qiáng),邵莉,陳金龍. 應(yīng)用化學(xué). 2003(12)
[10]水滑石類化合物的性質(zhì)及其催化應(yīng)用[J]. 安霞,謝鮮梅,王志忠. 太原理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2002(05)
博士論文
[1]聚合物基新型復(fù)合吸附材料的制備及對(duì)水體中重金屬污染物的吸附性能研究[D]. 李曉麗.蘭州大學(xué) 2013
[2]多壁碳納米管負(fù)載TiO2對(duì)氯苯的吸附與光降解作用研究[D]. 張偉.湖南大學(xué) 2011
[3]層狀雙金屬(氫)氧化物對(duì)鹵離子的吸附和離子交換性能研究[D]. 呂亮.北京化工大學(xué) 2005
碩士論文
[1]氧化石墨烯和石墨烯納米材料制備及其重金屬吸附性能研究[D]. 楊熙.華中師范大學(xué) 2012
[2]鎂錳鋁復(fù)合氧化物的制備及其對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附性能研究[D]. 馮華洋.湖南大學(xué) 2012
[3]插層水滑石的制備及其去除水中重金屬性能的研究[D]. 馬玉晶.華北電力大學(xué) 2012
本文編號(hào):2972943
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