本文關(guān)鍵詞：貽貝仿生功能化材料制備及其吸附性能研究

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【摘要】：現(xiàn)今人類的生產(chǎn)、生活活動(dòng)等都會(huì)產(chǎn)生大量含有重金屬離子及有機(jī)染料的廢水,這些廢水由于某些原因未經(jīng)過處理或者經(jīng)處理后未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)便排放到自然水體中,導(dǎo)致水體嚴(yán)重污染,這不僅會(huì)破壞人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境,而且會(huì)對(duì)社會(huì)公眾健康生活等造成嚴(yán)重影響。因此,探究與發(fā)現(xiàn)能夠有效去除水環(huán)境中重金屬離子、有機(jī)染料的處理技術(shù)與方法備受世界各國(guó)研究者們的極大關(guān)注。吸附法憑借其高效性以及易操作性,成為治理重金屬及有機(jī)染料廢水的非常有效和極具發(fā)展前景的重要方法之一,受到了各界研究者的關(guān)注。碳質(zhì)納米材料(例如:碳納米管、石墨烯基材料)由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)、巨大的比表面積以及大量的細(xì)微孔隙被廣泛用作吸附劑去除各種環(huán)境污染物。然而,由于未改性的碳質(zhì)納米材料本身可分散性差、缺少有效官能團(tuán),其對(duì)重金屬離子、有機(jī)染料的吸附能力仍然有限。因此,在利用納米材料獨(dú)特結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上合成吸附量大,去除效率高,吸附速率快,易于分離,制備簡(jiǎn)單的聚合物基新型復(fù)合吸附材料十分必要。本文通過結(jié)合貽貝仿生化學(xué)和邁克爾加成反應(yīng),成功制備出新型功能化碳納米管材料、改性氧化石墨烯材料,并運(yùn)用透射電鏡(Transmission Electron Microscope,TEM)、傅里葉紅外光譜(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FT-IR)、熱重分析(Thermogravimetric Analysis,TGA)、X射線光電子能譜分析(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)等手段對(duì)合成的新型材料進(jìn)行物理化學(xué)性質(zhì)表征。在系統(tǒng)的吸附實(shí)驗(yàn)中,探討了不同的實(shí)驗(yàn)條件對(duì)聚合物基改性納米材料吸附去除水環(huán)境中銅離子、陽離子染料亞甲基藍(lán)效果的影響,總結(jié)得出改性納米材料吸附銅離子及亞甲基藍(lán)的最佳條件和最大吸附量。運(yùn)用不同的吸附等溫線模型、動(dòng)力學(xué)模型及熱力學(xué)模型對(duì)吸附平衡狀態(tài)進(jìn)行分析,研究吸附過程的性質(zhì)等行為。本論文的主要研究結(jié)果如下:(1)改性材料CNTs-PDA-PEI對(duì)于水溶液中銅離子(Cu2+)的平衡吸附量可達(dá)到34.6 mg/g。隨著pH值的逐漸升高,CNTs-PDA-PEI吸附容量逐漸升高至47.4mg/g,當(dāng)pH10后,吸附量沒有明顯變化。該種吸附很好的遵循Langmuir模型以及準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。(2)新型CNTs-PDA-PSPSH材料對(duì)于陽離子染料亞甲基藍(lán)(methylene,MB)的平衡吸附量為174 mg/g。CNTs-PDA-PSPSH對(duì)于MB的吸附更好的符合Langmuir模型單分子層吸附以及準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。(3)改性材料GO-PDA-PSPSH對(duì)MB吸附量最大可達(dá)到183mg/g。GO-PDA-PSPSH對(duì)于水溶液中染料的吸附行為同樣遵循Langmuir模型以及準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ127.11;X703

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9 樂W，

本文編號(hào)：1288730