【摘要】：隨著工業(yè)的發(fā)展,銅、鈾廢水排放的總量不斷增加,這對自然環(huán)境和人類造成了巨大的潛在威脅。如何處理銅、鈾廢水已成為一個急需解決的問題。重金屬廢水處理中的吸附法因其經(jīng)濟(jì)快速,簡單高效等特點(diǎn)備受人們關(guān)注。氧化石墨烯(GO)是一種碳材料,其表面含有豐富的官能團(tuán),從而極易與重金屬產(chǎn)生吸附作用。但其親水性較好,在水溶液中極易發(fā)生團(tuán)聚作用從而影響吸附效果。為了解決這一問題且增加其吸附容量,人們常常對其進(jìn)行功能化改性。本研究先將石墨采用Hummers法制備了氧化石墨烯(GO),并用L-谷氨酸這種綠色無污染材料對其進(jìn)行改性。同時(shí)用紅外光譜、掃描電鏡、X射線衍射對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,并將L-谷氨酸功能化氧化石墨烯(L-Glu/GO)用于吸附鈾、銅的研究,考察了pH,吸附時(shí)間、初始濃度、投加量與溫度對吸附效果的影響;使用不同的動力學(xué)與熱力學(xué)模型對吸附機(jī)理進(jìn)行了分析。主要研究結(jié)果如下:(1)以L-谷氨酸對通過Hummers法合成的氧化石墨烯(GO)進(jìn)行功能化,得到了L-Glu/GO,FT-IR分析表明它們之間的反應(yīng)為L-谷氨酸上的氨基進(jìn)攻GO上的環(huán)氧基的親核反應(yīng),XRD表明功能化后GO的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生較大改變,SEM表明L-Glu/GO表面存在大量溝壑,這是其高效吸附重金屬的重要原因。(2)L-Glu/GO對鈾靜態(tài)吸附試驗(yàn)表明,L-Glu/GO對U(VI)吸附的最佳pH為4,最佳投加量為0.2g/L,吸附反應(yīng)40分鐘達(dá)到平衡,溫度對吸附影響可忽略,最大吸附量可達(dá)309.36mg/g,吸附過程符合準(zhǔn)二級動力學(xué)和Langmuir等溫方程,吸附反應(yīng)以單層吸附為主。(3)L-Glu/GO對銅靜態(tài)吸附試驗(yàn)表明,L-Glu/GO對Cu(Ⅱ)吸附的最佳pH為6,最佳投加量為0.25g/L,吸附反應(yīng)30分鐘達(dá)到平衡,溫度對吸附影響可忽略,最大吸附量可達(dá)292.45mg/g,吸附過程符合準(zhǔn)二級動力學(xué)和Langmuir等溫方程。(4)L-Glu/GO在銅、鈾的競爭吸附中對鈾有更好的選擇吸附性,銅、鈾相互之間會抑制L-Glu/GO對它們的吸附性能。(5)通過5次吸附-解吸試驗(yàn),L-Glu/GO對鈾的吸附率仍然可達(dá)91%以上,對銅的吸附率可達(dá)92%以上,表明L-Glu/GO可利用HCl脫吸附從而重復(fù)使用,應(yīng)用價(jià)值較高。
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O647.3;X703
【圖文】：

aL-Glu/GO吸附前SEM圖

圖 2.3a L-Glu/GO 吸附前 SEM 圖 圖 2.3b L-Glu/GO 吸附后 SEM 圖Fig 2.3a SEM image before L-Glu/GO adsorption Fig 2.3b SEM image after L-Glu/GO adsorpti

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本文編號：2732035