隨著我國工業(yè)化進程的不斷加快,各種有機染料已被廣泛應用于紡織、造紙和化妝品等行業(yè)。這些染料通常具有復雜的芳香結(jié)構(gòu),在光、熱或氧化劑的作用下能夠穩(wěn)定的存在并且不易降解。如果沒有經(jīng)過有效的處理,大量含有染料的廢水在加重對環(huán)境污染的同時對人類的健康也造成了極大的危害。目前處理染料廢水的方法有很多,其中吸附法以操作簡單、成本低和效率高等優(yōu)勢著稱。因此,制備價格低廉、吸附效率高且無二次污染的新型吸附性材料已成為當下急需解決的問題。作為一種典型的多孔吸附材料,活性炭(AC)具有較大的比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)、較高的吸附容量和去除效率,廣泛的應用于醫(yī)藥業(yè)、化工業(yè)和環(huán)境保護等各個領(lǐng)域。氧化石墨烯(GO)作為石墨烯的一種典型的衍生物,同樣具有較大的比表面積和豐富的含氧官能團等優(yōu)良的特性,在染料廢水處理等領(lǐng)域的應用前景也非常廣泛。β-環(huán)糊精(β-CD)是一種低成本、無毒,可生物降解的具有七個重復吡喃葡萄糖單元的環(huán)狀低聚物,這種結(jié)構(gòu)可以通過主客體彼此之間的作用產(chǎn)生與有機分子在溶液中形成包合物的能力。通常通過β-CD分子與環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)來制備β-CD聚合材料來吸附有機染料。本文以β-CD作為基體,環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑,在聚合過程中分別加入AC和通過改進后的Hummers法制備的GO,并通過冷凍干燥的工藝分別制備了新型的聚合β-環(huán)糊精/活性炭復合氣凝膠(β-CD/AC)和β-環(huán)糊精/氧化石墨烯復合氣凝膠(β-CD/GO)。通過掃描電鏡(SEM),紅外光譜(FTIR),比表面積分析(BET)和熱重分析(TGA)分別表征了β-CD/AC和β-CD/GO的物理化學性質(zhì)。對制備的β-CD/AC和β-CD/GO應用于水溶液中亞甲基藍(MB)的去除,并研究了它們在不同條件下對MB的吸附性能。通過Langmuir和Freundlich模型及熱力學、動力學模型對得到的實驗結(jié)果進行分析,擬合結(jié)果顯示兩種復合材料對MB的吸附遵循Langmuir模型,并通過此模型計算得到的在323 K下的最大吸附容量分別為208.33mg/g和181.82 mg/g。通過吸附動力學模型可以看出β-CD/AC和β-CD/GO對MB的吸附過程遵循準Pseudo-second-order模型,熱力學參數(shù)表明兩者的吸附過程都是自發(fā)和放熱的過程。
【學位單位】：青島大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：X703;O648.17
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 工業(yè)污水中有機染料的危害
    1.2 處理污水中的染料常用方法的概述
        1.2.1 生物法
        1.2.2 化學法
        1.2.3 物理法
    1.3 常用的吸附劑
    1.4 β-環(huán)糊精
        1.4.1 β-環(huán)糊精的結(jié)構(gòu)與特點
        1.4.2 β-環(huán)糊精的聚合物
        1.4.3 β-環(huán)糊精聚合物的應用
    1.5 活性炭
        1.5.1 活性炭概述
        1.5.2 活性炭的分類
        1.5.3 活性炭的性質(zhì)
        1.5.4 活性炭的應用
        1.5.5 活性炭的制備
        1.5.6 活性炭的吸附
    1.6 石墨烯及其氧化石墨烯
        1.6.1 石墨烯的概述
        1.6.2 石墨烯的制備方法
        1.6.3 氧化石墨烯
    1.7 GO復合材料制備
        1.7.1 聚合物/氧化石墨烯復合材料
        1.7.2 無機物/石墨烯復合材料
    1.8 氧化石墨烯基復合物在污水處理中的應用
    1.9 論文研究的目的及主要研究內(nèi)容
        1.9.1 研究的目的與意義
        1.9.2 研究的主要內(nèi)容
第二章 β-CD/AC的制備表征及其吸附性能研究
    2.1 引言
    2.2 儀器與試劑
        2.2.1 試劑和藥品
        2.2.2 表征手段及儀器
    2.3 實驗部分
        2.3.1 β-CD/AC的制備
        2.3.2 β-CD/AC的吸附性能研究
    2.4 實驗結(jié)果與分析
        2.4.1 β-CD/AC的表征
        2.4.2 MB的吸附
        2.4.3 吸附等溫線
        2.4.4 吸附動力學
        2.4.5 吸附熱力學
    2.5 本章小結(jié)
第三章 β-CD/GO的制備表征及其吸附性能研究
    3.1 引言
    3.2 儀器與試劑
        3.2.1 試劑和藥品
        3.2.2 表征手段及儀器
    3.3 實驗部分
        3.3.1 GO的制備
        3.3.2 β-CD/GO的制備
        3.3.3 β-CD/GO的吸附性能研究
    3.4 實驗結(jié)果與分析
        3.4.1 β-CD/GO的表征
        3.4.2 MB的吸附
        3.4.3 吸附等溫線
        3.4.4 吸附動力學
        3.4.5 吸附熱力學
    3.5 本章小結(jié)
第四章 結(jié)論與展望
    4.1 結(jié)論
    4.2 展望
參考文獻
攻讀學位期間的研究成果
致謝

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本文編號：2850521