隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快,各種有機(jī)染料已被廣泛應(yīng)用于紡織、造紙和化妝品等行業(yè)。這些染料通常具有復(fù)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(méi)有經(jīng)過(guò)有效的處理,大量含有染料的廢水在加重對(duì)環(huán)境污染的同時(shí)對(duì)人類(lèi)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(jiǎn)單、成本低和效率高等優(yōu)勢(shì)著稱(chēng)。因此,制備價(jià)格低廉、吸附效率高且無(wú)二次污染的新型吸附性材料已成為當(dāng)下急需解決的問(wèn)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(yīng)用于醫(yī)藥業(yè)、化工業(yè)和環(huán)境保護(hù)等各個(gè)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(tuán)等優(yōu)良的特性,在染料廢水處理等領(lǐng)域的應(yīng)用前景也非常廣泛。β-環(huán)糊精(β-CD)是一種低成本、無(wú)毒,可生物降解的具有七個(gè)重復(fù)吡喃葡萄糖單元的環(huán)狀低聚物,這種結(jié)構(gòu)可以通過(guò)主客體彼此之間的作用產(chǎn)生與有機(jī)分子在溶液中形成包合物的能力。通常通過(guò)β-CD分子與環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)來(lái)制備β-CD聚合材料來(lái)吸附有機(jī)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(guò)程中分別加入AC和通過(guò)改進(jìn)后的Hummers法制備的GO,并通過(guò)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(fù)合氣凝膠(β-CD/AC)和β-環(huán)糊精/氧化石墨烯復(fù)合氣凝膠(β-CD/GO)。通過(guò)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(xué)性質(zhì)。對(duì)制備的β-CD/AC和β-CD/GO應(yīng)用于水溶液中亞甲基藍(lán)(MB)的去除,并研究了它們?cè)诓煌瑮l件下對(duì)MB的吸附性能。通過(guò)Langmuir和Freundlich模型及熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)模型對(duì)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,擬合結(jié)果顯示兩種復(fù)合材料對(duì)MB的吸附遵循Langmuir模型,并通過(guò)此模型計(jì)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(guò)吸附動(dòng)力學(xué)模型可以看出β-CD/AC和β-CD/GO對(duì)MB的吸附過(guò)程遵循準(zhǔn)Pseudo-second-order模型,熱力學(xué)參數(shù)表明兩者的吸附過(guò)程都是自發(fā)和放熱的過(guò)程。
【學(xué)位單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：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(jī)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(xué)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(diǎn)
        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(yīng)用
    1.5 活性炭
        1.5.1 活性炭概述
        1.5.2 活性炭的分類(lèi)
        1.5.3 活性炭的性質(zhì)
        1.5.4 活性炭的應(yīng)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(fù)合材料制備
        1.7.1 聚合物/氧化石墨烯復(fù)合材料
        1.7.2 無(wú)機(jī)物/石墨烯復(fù)合材料
    1.8 氧化石墨烯基復(fù)合物在污水處理中的應(yīng)用
    1.9 論文研究的目的及主要研究?jī)?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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(dòng)力學(xué)
        2.4.5 吸附熱力學(xué)
    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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(dòng)力學(xué)
        3.4.5 吸附熱力學(xué)
    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(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果
致謝

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