本文關(guān)鍵詞：石墨烯納米復(fù)合材料的制備及其在吸附有機(jī)染料中的應(yīng)用

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【摘要】：石墨烯(Graphene)因其具有巨大的比表面積、表面豐富的含氧官能團(tuán)而呈現(xiàn)出極強(qiáng)的吸附能力,在處理染料廢水方面具有巨大的潛在應(yīng)用價值。而石墨烯因其自身的團(tuán)聚現(xiàn)象所導(dǎo)致的吸附能力低下和吸附平衡過久等問題在一定程度上限制了石墨烯的實際應(yīng)用。將石墨烯與其它材料進(jìn)行復(fù)合不僅可以解決上述兩個問題而且可以進(jìn)一步增強(qiáng)材料的整體功能。磁性石墨烯與殼聚糖的復(fù)合可以讓材料更具吸附性,而且材料本身對環(huán)境也是十分友好的。將磁性石墨烯(石墨烯與Fe304復(fù)合材料)封裝進(jìn)藻酸鈣中,獲得G-Fe3O4CA復(fù)合水凝膠,極大地增加了對染料的吸附能力,同時磁性的加入也使得材料易于分離。G-SnS2-Mg(OH)2納米復(fù)合材料可以具有更大的比表面積,吸附性能更加優(yōu)良。(1) ZnFe204@CS/GO納米復(fù)合材料去除水溶液中堿性品紅的研究本實驗通過將磁性殼聚糖包裹于氧化石墨烯片層中得到了一種新型石墨烯的納米復(fù)合材料。ZnFe2O4@CS/GO作為吸附劑應(yīng)用于吸附水體中堿性品紅溶液。ZnFe2O4@CS/GO之所以吸附量較高是因為磁性殼聚糖負(fù)載在了氧化石墨烯上ZnFe2O4@CS/GO受pH值影響較大,表明該吸附反應(yīng)是一種離子交換機(jī)制反應(yīng)。該吸附遵循Lagergren準(zhǔn)二階動力學(xué)以及平衡時數(shù)據(jù)符合Langmuir等溫線。因此.這種新型ZnFe2O4@CS/GO吸附劑材料因為它的高效、快速、環(huán)保的吸附過程以及磁選的特性在去除水中染料有巨大的潛力。(2) G-Fe3O4CA納米復(fù)合材料去除水溶液中亞甲基藍(lán)的研究通過將磁性石墨烯(石墨烯與Fe304復(fù)合材料)封裝進(jìn)藻酸鈣中,獲得G-Fe3O4/CA復(fù)合水凝膠應(yīng)用作為吸附劑去除水溶液的MB. G-Fe3O4/CA對MB有很好的吸附能力。該吸附幾乎不依賴于pH,遵循Lagergren準(zhǔn)二階動力學(xué)以及平衡時數(shù)據(jù)符合Langmuir等溫線。是一個自發(fā)的過程。因此,這種新型G-Fe3O4/CA作為環(huán)保又經(jīng)濟(jì)的吸附劑很有前景。(3) G-SnS2-Mg(OH)2納米復(fù)合材料的制備以及其吸附水體中亞甲基藍(lán)的研究這項工作制備了石墨烯-SnS2-Mg(OH)2內(nèi)米復(fù)合材料以及其吸附水體中亞甲基藍(lán)的研究。對該材料在吸附亞甲基藍(lán)時吸附劑用量、染料濃度、平衡時間和動力學(xué)進(jìn)行研究。使用傅里葉變換紅外光譜、X射線衍射儀、X射線光電子能譜儀、電子掃描顯微鏡以及電子透射顯微鏡對吸附劑材料進(jìn)行了表征。平衡吸附數(shù)據(jù)準(zhǔn)合于Langmuir等溫線以及G-SnS2-Mg(OH)2的最大吸附能力為275.51 mg/ g。平衡吸附數(shù)據(jù)適合于在pseudo-second-order動力學(xué)方程說明G-SnS2-Mg(OH)2納米復(fù)合材料有較高的動態(tài)吸附速率。
【關(guān)鍵詞】：石墨烯 殼聚糖 海藻酸鈣 氫氧化鎂 復(fù)合材料 吸附 動力學(xué) 熱力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：浙江師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703;TB33
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 引言11
• 1.2 納米吸附材料11-16
• 1.2.1 基于氧化物的納米吸附材料11-13
• 1.2.2 基于碳材料的納米吸附材料13-14
• 1.2.3 基于磁性納米顆粒的納米吸附材料14
• 1.2.4 基于復(fù)合材料的納米吸附材料14-16
• 1.3 石墨烯及其性能16-17
• 1.3.1 電學(xué)性能16
• 1.3.2 力學(xué)性能16
• 1.3.3 熱學(xué)性能16-17
• 1.3.4 吸附性能17
• 1.4 石墨烯復(fù)合材料及其在染料處理領(lǐng)域的應(yīng)用17-18
• 1.4.1 石墨烯復(fù)合材料17
• 1.4.2 石墨烯復(fù)合材料在在染料處理領(lǐng)域的應(yīng)用17-18
• 1.5 課題研究目標(biāo)、內(nèi)容及意義18-20
• 第二章 實驗部分20-28
• 2.1 實驗試劑與儀器20-22
• 2.1.1 實驗試劑20-21
• 2.1.2 實驗儀器21-22
• 2.2 樣品表征分析22
• 2.3 有機(jī)染料脫色實驗22-23
• 2.3.1 堿性品紅吸附實驗22
• 2.3.2 甲基藍(lán)的吸附實驗22-23
• 2.4 實驗數(shù)據(jù)分析23-28
• 2.4.1 配制有機(jī)染料溶液以及繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線23-24
• 2.4.2 去除率計算24
• 2.4.3 吸附量計算24
• 2.4.4 動力學(xué)分析24-25
• 2.4.4.1 Lagergren準(zhǔn)一階吸附動力學(xué)模型24-25
• 2.4.4.2 Lagergren準(zhǔn)二階吸附動力學(xué)模型25
• 2.4.5 吸附等溫線25-26
• 2.4.6 熱力學(xué)分析26-28
• 第三章 鋅鐵氧體修飾殼聚糖—氧化石墨烯復(fù)合材料去除水溶液中堿性品紅的研究28-41
• 3.1 引言28-29
• 3.2 實驗方法29-31
• 3.2.1 材料的合成29-30
• 3.2.1.1 氧化石墨烯的合成29
• 3.2.1.2 ZnFe_2O_4@CS的合成29-30
• 3.2.2 吸附試驗30-31
• 3.2.3 實驗重復(fù)性31
• 3.3 結(jié)果與討論31-40
• 3.3.1 表征31-34
• 3.3.1.1 ZnFe_2O_4@CS/GO復(fù)合材料的SEM和XRD分析31-32
• 3.3.1.3 ZnFe_2O_4@CS/GO復(fù)合材料的紅外分析32-33
• 3.3.1.4 ZnFe_2O_4@CS/GO復(fù)合材料的能譜分析33-34
• 3.3.2 石墨烯吸附性能研究34-40
• 3.3.2.1 pH值對吸附劑堿性品紅的影響34-35
• 3.3.2.2 吸附劑用量對吸附堿性品紅的影響35-36
• 3.3.2.3 吸附動力學(xué)36-37
• 3.3.2.4 吸附等溫線模型37-39
• 3.3.2.5 吸附溫度對吸附堿性品紅的影響39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第四章 G-Fe_3O_4/CA復(fù)合材料去除水溶液中亞甲基藍(lán)的研究41-53
• 4.1 引言41-42
• 4.2 實驗方法42-43
• 4.2.1 磁性石墨烯基復(fù)合海藻酸鈣材料的合成42-43
• 4.2.1.1 氧化石墨烯的制備42
• 4.2.1.2 G-Fe_3O_4/CA復(fù)合水凝膠的制備42-43
• 4.2.2 亞甲基藍(lán)吸附實驗43
• 4.3 結(jié)果與討論43-52
• 4.3.1 表征43-46
• 4.3.1.1 材料SEM和XRD分析43-44
• 4.3.1.2 復(fù)合材料的紅外分析44-45
• 4.3.1.3 復(fù)合材料的XPS分析45-46
• 4.3.2 亞甲基藍(lán)吸附研究46-52
• 4.3.2.1 溶液pH對復(fù)合材料吸附的影響46-47
• 4.3.2.2 吸附劑用量對吸附亞甲基藍(lán)的影響47-48
• 4.3.2.3 吸附動力學(xué)48-50
• 4.3.2.4 吸附等溫線50-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第五章 G-SnS_2-Mg(OH)_2復(fù)合材料去除水溶液中亞甲基藍(lán)的研究53-65
• 5.1 引言53-54
• 5.2 實驗方法54-55
• 5.2.1 材料的合成54
• 5.2.1.1 氧化石墨烯的合成54
• 5.2.1.2 G-SnS_2-Mg(OH)_2納米復(fù)合材料的制備54
• 5.2.2 MB吸附實驗54-55
• 5.3 結(jié)果與討論55-64
• 5.3.1 表征55-58
• 5.3.1.1 G-SnS_2-Mg(OH)_2復(fù)合材料的SEM和XRD分析55-56
• 5.3.1.2 G-SnS_2-Mg(OH)_2復(fù)合材料的紅外分析56-57
• 5.3.1.3 G-SnS_2-Mg(OH)_2復(fù)合材料的能譜分析57-58
• 5.3.2 石墨烯吸附性能研究58-64
• 5.3.2.1 pH值對吸附劑吸附亞甲基藍(lán)的影響58-59
• 5.3.2.2 吸附劑用量對吸附亞甲基藍(lán)的影響59-60
• 5.3.2.3 吸附動力學(xué)60-62
• 5.3.2.4 吸附等溫線模型62-64
• 5.3.2.5 吸附溫度對吸附亞甲基藍(lán)的影響64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 第六章 結(jié)論與展望65-66
• 6.1 結(jié)論65
• 6.2 展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-78
• 致謝78-79
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)位論文79-80

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