電鍍廢水直接排入自然水體,會嚴重傷害生態(tài)環(huán)境和人身健康。采用吸附法在本研究中用于去除水體中的Ni（II）和Cr（VI）,作為電鍍廢水中兩種代表重金屬離子。以碳納米管（MWNTs）、多巴胺、硫酸亞鐵銨、硫酸鐵銨為主要原材料,采用化學共沉淀法制備磁性碳納米管（mMWNTs）,通過多巴胺原位氧化聚合到磁性碳納米管表面上,生成改性材料聚多巴胺包覆的磁性碳納米管（mMWNTs@PDA）。并采用紅外光譜（FTIR）、掃描電鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）對碳納米管及改性碳納米管進行表征。考察改性材料在pH、反應時間、溫度、初始濃度、投加量因素下對水中Ni（II）的吸附,并在前四種影響因素下考察未改性材料對Ni（II）的吸附性能。結果顯示兩種材料對Ni（II）的吸附量隨著pH、反應時間、溫度、初始濃度、投加量的增大而增大,改性材料對Ni（II）的吸附性能普遍優(yōu)于未改性材料。在溫度為25℃,pH值為6,Ni（II）濃度40 mg/L時,mMWNTs@PDA和MWNTs分別在240 min和120 min時達到吸附平衡,吸附容量分別為27.98 mg/g和23.23 mg/g。同時對改性材料的吸附過程... 

【文章來源】：南華大學湖南省

【文章頁數】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

碳納米管結構示意圖

7圖1.2多巴胺氧化自聚合聚多巴胺過程1.4.2多巴胺處理廢水的研究現狀多巴胺具有非常好的親水性和黏附性，本身也是是一種綠色、無毒的小分子蛋白質材料，在堿性溶液中可以自聚合生成聚多巴胺納米顆粒。由于聚多巴胺納米顆粒本身有豐富的官能團，可以為廢水中重金屬或者陽離子染料提供吸附位點，同時材料本身無毒無害易于制取，應用聚多巴胺納米顆粒作為吸附劑具有實踐意義。FarnadN[34]等人研究了聚多巴胺納米顆粒對銅離子的吸附性能，聚多巴胺納米粒子對銅離子的最大吸附容量可達34.4mg/g，吸附反應過程是自發(fā)、放熱的，動力學數據與準二級動力學模型擬合較好。萬怡貝[35]研究了聚多巴胺微球對水體中抗生素和染料的去除，制備的聚多巴胺微球在水體中分散性好，研究結果表明聚多巴胺微球對水體中抗生素諾氟沙星（NOR）和環(huán)丙沙星（CIP）的吸附主要是通過靜電吸引、氫鍵和π-π相互作用而結合的，對水體中染料孔雀石綠（MG）的吸附主要是靜電吸引和π-π堆疊作用。1.4.3多巴胺改性材料處理廢水的研究現狀多巴胺自聚反應后易于黏附于基質材料表面形成聚多巴胺涂層，聚多巴胺可以提供額外的氨基、酚羥基等官能團，可以使材料同時兼有聚多巴胺和材料本身的特點。將這一特點應用于各種吸附劑，可以改善某些吸附材料的水溶性和分散性，進一步增強了復合材料的吸附能力。由于這些優(yōu)點，越來越多的科研人員開始研究多巴胺對基質材料的復合性能。聚多巴胺化學開創(chuàng)者Phillip.B.Messersmith等人在2007年進行了研究，他們發(fā)現多巴胺這種神經遞質可以在表面化學研究方向可以發(fā)揮重要的功能[36]。2008年BinFei等人[37]開始進行碳納米管和多巴胺材料的復合，得到了聚多巴胺包覆的碳納米管，該方法不會破壞碳納米管的側壁，并且該聚多巴胺涂層一個

162.6.3吸附熱力學通過吸附熱力學研究Cr(VI)在改性材料上的吸附機理。依據Khan和Singh方法[44],由下式Van’tHoff方程和Gibbs-Helmholtz方程，可以推出該吸附過程的一系列熱力學參數。ln………………….………………..(2.6)……………………………………(2.7)式中：Ce是平衡后溶液的濃度，mg/L；qe是平衡時的吸附容量,mg/g;T是開爾溫度,K;R是理想氣體常數,R=8.314J/(mol.K);△H是標準焓變，KJ/mol；△S是標準熵變，J/(mol.K)；△G是吉布斯自由能，KJ/mol。以ln(qe/Ce)為縱坐標和以1/T為橫坐標作圖，進行線性擬合，擬合出來的直線斜率就是-△H/R，截距就是△S/R，根據數值就可以算出△H和△S。2.7材料表征2.7.1紅外光譜分析采用傅里葉紅外光譜對mMWNTs@PDA的表面官能團進行了表征，由表征結果圖2.1可知，mMWNTs@PDA在570cm-1處有較強的特征吸收峰，該峰對應為Fe-O鍵的伸縮振動峰[45]，3424cm-1處的特征峰對應為酚羥基O-H的伸縮振動峰，1620cm-1的峰對應于芳烴C=C的伸縮振動，mMWNTs@PDA在1500cm-1-1600cm-1處寬而弱吸收峰來自于聚多巴胺（PDA）聚合物中的苯環(huán)結構[46]。從以上分析結果得出，PDA和磁性成分（Fe3O4）被成功的引入到碳納米管表面。圖2.1mMWNTs@PDA和MWNTs的紅外光譜圖

【參考文獻】：
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本文編號：3124929