【摘要】：隨著工業(yè)和紡織業(yè)的發(fā)展,解決重金屬離子和有機(jī)染料所帶來(lái)的水污染問(wèn)題一直是困擾世界的難題之一。傳統(tǒng)的處理方法雖有一定的效果,但較低的處理效率、較高的能耗、易造成二次污染等問(wèn)題限制了其進(jìn)一步的發(fā)展。吸附作為處理污水中重金屬離子和有機(jī)染料的重要手段,由于其特有的優(yōu)勢(shì),目前是水處理方向研究的熱點(diǎn)之一。本文旨在利用氧化石墨烯基吸附劑的優(yōu)點(diǎn),制備經(jīng)濟(jì)有效,性能穩(wěn)定且便于重復(fù)利用的新型吸附材料。將Cu(Ⅱ)和亞甲基藍(lán)作為典型的金屬離子和有機(jī)染料污染物用來(lái)測(cè)評(píng)制得的吸附劑的吸附性能。并通過(guò)吸附機(jī)理研究探討空間結(jié)構(gòu)、吸附活性位點(diǎn)對(duì)氧化石墨烯基吸附材料吸附性能的影響。首先,針對(duì)氧化石墨烯(GO)納米片層之間存在分子間作用力易導(dǎo)致π-π堆積的問(wèn)題,本實(shí)驗(yàn)通過(guò)引入多壁碳納米管(MWCNTs)將相鄰的氧化石墨烯片層撐開的方法,形成具有更大表面積的GO/MWCNTs框架結(jié)構(gòu)。為了便于吸附材料的回收利用及更好的固定相接的GO和MWCNTs,實(shí)驗(yàn)將Fe3O4納米負(fù)載在GO/MWCNTs框架上得到GO/MWCNTs/Fe3O4三元納米復(fù)合材料。通過(guò)X射線光電子能譜分析儀(XPS),X-射線衍射儀(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)等表征手段分析三元納米雜化結(jié)構(gòu)的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)形貌。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這種多孔的GO/MWCNTs/Fe3O4三元納米復(fù)合材料能夠很好的抑制GO片層之間的π-π堆積并暴露更多的活性位點(diǎn)。由于獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和各組分之間的協(xié)同作用,GO/MWCNTs/Fe3O4三元納米復(fù)合材料對(duì)去除水溶液中的Cu(Ⅱ)和亞甲基藍(lán)有很好的去除效果。此外,在Cu(Ⅱ)和亞甲基藍(lán)共存的污染水源中,這種三元雜化材料可以同時(shí)有效的去除兩種污染物,并且可以用Langmuire吸附等溫模型模擬三元雜化結(jié)構(gòu)對(duì)Cu(Ⅱ)和亞甲基藍(lán)的吸附過(guò)程。然后,為了探討活性位點(diǎn)對(duì)氧化石墨烯基吸附材料的影響,本文通過(guò)溶劑熱法在具有三維(3D)結(jié)構(gòu)的膨化氧化石墨烯(PGO)基底上負(fù)載Fe3O4納米顆粒得并到PGO/Fe3O4磁性吸附材料。為了增加PGO/O4磁性吸附材料表面的活性位點(diǎn)本文用貽貝類仿生物質(zhì)多巴胺(DA)對(duì)吸附劑表面進(jìn)行了改性。通過(guò)多巴胺及多巴胺和硅烷偶聯(lián)劑(KH550)的共接枝作用改性PGO/Fe3O4磁性吸附材料,得到 PGO/Fe3O4/PDA 和 PGO/Fe3O4/PDA+KH550 納米雜化材料。DA 與 KH550的共接枝作用比純的DA改性可以使吸附劑獲得更多的活性位點(diǎn)。本文對(duì)改性前后的磁性吸附材料用傅里葉紅外光譜分析儀(FTIR)、X射線光電子能譜分析儀(XPS)及掃描電子顯微鏡(SEM)等表征手段分析了其形貌及化學(xué)結(jié)構(gòu)組成。并通過(guò)改性前后磁性氧化石墨烯吸附材料對(duì)Cu(Ⅱ)和亞甲基藍(lán)的吸附探究它們的吸附性能及機(jī)理。吸附性能最好的PGO/Fe3O4/PDA+KH550納米雜化材料對(duì)Cu(Ⅱ)和亞甲基藍(lán)的最大吸附量分別可達(dá)93.20 mg/g和602.41 mg/g。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X703;O647.3
【圖文】：

圖１－１固體吸附等溫線逡逑．

圖２－１恒溫震蕩逡逑２．邋２．邋８．邋２不同溶液ｐＨ值下的吸附試驗(yàn)逡逑

圖２－２邋ＧＯ／ＭＷＣＮＴｓ／Ｆｅ，０４三元納米復(fù)合材料合成過(guò)程逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 黃健平;鮑姜伶;;納米材料在水處理中的應(yīng)用[J];電力環(huán)境保護(hù);2008年03期

本文編號(hào)：2783112