本文關(guān)鍵詞：氧化石墨烯及其復(fù)合材料對重金屬銅的吸附性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

湖南大學；學位論文原創(chuàng)性聲明；本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨；作者簽名：；日期：年月日；學位論文版權(quán)使用授權(quán)書；本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文；本學位論文屬于；1.保密□，在年解密后適用本授權(quán)書；2.不保密□；(請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打”√”)；作者簽名：日期：年月日；導師簽名：日期：年月日；碩士學位論文；摘要；銅是與人類關(guān)系

湖 南 大 學

學位論文原創(chuàng)性聲明

本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。 　　

作者簽名：

日期： 年 月 日

學位論文版權(quán)使用授權(quán)書

本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湖南大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學位論文。

本學位論文屬于

1. 保密□，在年解密后適用本授權(quán)書。

2. 不保密□。

(請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打”√”)　

作者簽名： 日期： 年 月 日

導師簽名： 日期： 年 月 日

碩士學位論文

摘 要

銅是與人類關(guān)系非常密切的重金屬材料，并已廣泛應(yīng)用在電氣、輕工、機械制造、建筑工業(yè)、國防工業(yè)等領(lǐng)域。但由于銅材料的加工和腐蝕隨之產(chǎn)生了重金屬廢水，給環(huán)境和人體的健康造成了嚴重的傷害。如何有效地去除及回收重金屬材料成為當今環(huán)境保護工作面臨的首要問題。與其他重金屬去除方法相比，吸附法簡易，且在處理成本方面顯示出較大的優(yōu)勢，因此，具有廣泛的應(yīng)用前景。

本論文以氧化石墨烯為原材料，通過化學物理改性，制備了一系列重金屬離子吸附劑材料。并就其對水溶液中銅離子的吸附行為進行了系統(tǒng)的研究，取得了以下研究結(jié)果：

（1）采用改性的hummers方法制備氧化石墨烯作為吸附劑，去除水溶液中的重金屬銅離子。測定了溶液pH值，反應(yīng)時間，Cu(II)的初始濃度，吸附劑用量等參數(shù)對吸附性能的影響。結(jié)果表明，吸附過程符合Freundlich等溫線，在初始pH值為

5.3，反應(yīng)時間150 min時達到吸附平衡，吸附容量為117.5 mg/g。將負載了銅離子的氧化石墨烯置于HCl溶液中可將Cu2+解析出來，實現(xiàn)氧化石墨烯的重復(fù)利用。研究結(jié)果表明氧化石墨烯材料重復(fù)利用10次后吸附量仍能達到初始吸附量的90%以上。由此表明，氧化石墨烯是水溶液中去除銅離子極為有效的一種吸附材料。

（2）制備了質(zhì)量比為1:10的還原氧化石墨烯與交聯(lián)殼聚糖的復(fù)合材料（標記為CS/RGO10)和質(zhì)量比為1:10的氧化石墨烯與交聯(lián)殼聚糖的復(fù)合材料(標記為CS/GO10)。系統(tǒng)研究了上述二種材料與交聯(lián)的殼聚糖（標記為CS）對水溶液中銅離子的吸附性能。通過溶液pH，反應(yīng)時間，吸附劑的量，銅離子的初始濃度等參數(shù)的研究，得出體系的最佳吸附條件。實驗結(jié)果表明：CS/RGO10，CS/GO10的吸附性能優(yōu)于單一材料CS的吸附性能。在初始溶液pH值為5.0，反應(yīng)時間120 min時反應(yīng)達到吸附平衡，CS，CS/RGO10，CS/GO10吸附容量分別為137.5，150，202.5 mg/g。由此表明，CS/GO10是水溶液中去除銅離子最為有效的吸附材料。上述三種材料的吸附行為均符合Freundlich等溫線。

（3）采用巰基修飾的氧化石墨與殼聚糖復(fù)合制備了CS/GO-SH吸附材料，以去除水溶液中的重金屬銅離子。測定了溶液pH值，反應(yīng)時間，Cu(II)的初始濃度，吸附劑的量等參數(shù)對吸附性能的影響。紅外光譜分析證明巰基已成功接枝到了GO材料上。吸附研究結(jié)果表明，經(jīng)巰基改性，CS/GO-SH材料由于含有豐富的巰基，羥基，羧基，環(huán)氧基，烷氧基等官能團而對Cu2+呈現(xiàn)良好的吸附特性。靜態(tài)吸附實驗結(jié)果表明，，在溶液pH值為5.0，反應(yīng)時間為20 min時吸附達到平衡，吸附容量為145 mg/g。等溫吸附曲線模擬結(jié)果表明，CS/GO-SH材料的吸附行為符合

氧化石墨烯及其復(fù)合材料對重金屬銅的吸附性能研究

Freundlich方程擬合效果。

關(guān)鍵詞：吸附；氧化石墨烯；殼聚糖；重金屬離子；

碩士學位論文

Abstract

Copper, as one of extensively used heavy metal materials is widely used in electrical, light industry, machinery manufacturing, construction industry, defense industry and other fields, has posed a risk to both human beings and ecological environment. Therefore, how to remove copper ions from wastewater has become an important subject today. Compared with other methods, adsorption is one of the most promising treatments for the removal of metal ions because it is simple and cost-effective.

A series of heavy metal ions adsorbent materials were prepared based on graphene oxide modified with physical and chemical methods. The adsorption performance of graphene oxide and its composite materials for copper ion in aqueous solution were investigated. The three main results are listed as follows:

(1) Graphene oxide (GO) prepared by modified hummers method was used as adsorbent for removal of heavy metal ions. The effects of the parameters of pH value, contact time, Cu(II) concentration and adsorbent dosage on adsorption performance were examined. The sorption process conformed to the Freundlich isotherm, and the maximum sorption capacity of 117.5 mg/g was observed at an initial pH value of 5.3 after agitating for 150 min. It was also found that Cu-pretreated GO could be desorbed by HCl and the reusability of GO could still maintain above 90% of its initial capability after 10 cycles. The results suggest that GO is an effective adsorbent for copper ions removal in water treatment.

(2) Cross-Linked chitosan(CS), Cross-Linked chitosan/graphene(CS/RGO10) and Cross-Linked chitosan/graphene oxide(CS/GO10) were prepared for the adsorption of copper ions in aqueous solution. The effects of the parameters of pH value, contact time, adsorbent dosage and initial concentration of Cu(II) on adsorbing ability of CS, CS/RGO10, CS/GO10 to Cu(II) were examined. The results demonstrated that the adsorption capacities of Cu(II) on CS/GO10, CS/RGO10 were greater than that of Cu(II) on CS. The maximum adsorption capacity of CS, CS/RGO10, CS/GO10 were 137.5, 150, 202.5 mg/g respectively at pH 5.0 after agitating for 120 min. It can be concluded that CS/GO10 can be used as an effective Cu(II) adsorbent. The Freundlich isotherm model matched the experimental data very well.

(3) CS/GO-SH prepared by the functional graphene oxide modified with sulfydryl

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