本文選題：氧化石墨烯　切入點(diǎn)：還原　出處：《江蘇大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)化的快速發(fā)展導(dǎo)致大量工業(yè)廢水被排放到自然環(huán)境中,其中的重金屬只會(huì)通過(guò)遷移、轉(zhuǎn)化等過(guò)程富積在生物體中同時(shí)破壞整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。吸附法由于簡(jiǎn)便,高效,環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)可為是最有效的水處理方法因此一直被廣泛研究。在整個(gè)吸附反應(yīng)中起吸附劑起著至關(guān)重要的作用。因此,對(duì)吸附研究的重點(diǎn)就是對(duì)具有優(yōu)異的吸附性能吸附劑的研究。氧化石墨烯理論上是石墨烯的氧化物,有石墨烯特殊的二維片層結(jié)構(gòu)同時(shí)由于氧化的原因其表面含有如羥基,羧基等含氧官能團(tuán)導(dǎo)致其化學(xué)性質(zhì)更加活躍而且這些官能也可以發(fā)生一些反應(yīng)達(dá)到改善其自身性質(zhì)的目的。在論文中,實(shí)驗(yàn)采用改良后的Hummers法制備出氧化石墨烯。之后,將其應(yīng)用于MnFe_2O_4-GO-SO_3H,EDTA-CoFe_2O_4-_rGO和NiFe_2O_4-_rGO-SO_3H復(fù)合納米材料的制備。利用各種分析手段對(duì)所獲得的材料進(jìn)行性質(zhì)檢測(cè)并作為吸附劑去處理水中Cd~(2+)和Cu~2研究其吸附性能。具體的內(nèi)容如下:(1)本實(shí)驗(yàn)以氧化石墨烯,MnSO_4和Fe(NO_3)_3.9H_2O為反應(yīng)的原料,通過(guò)一步水熱合成法和疊氮鹽磺化獲得MnFe_2O_4-GO-SO_3H,用于去除水溶液中的Cd~(2+)和Cu~(2+)的吸附反應(yīng)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,MnFe_2O_4-GO-SO_3H對(duì)重金屬Cd~(2+)和Cu~(2+)都有著較好的吸附性能。該反應(yīng)過(guò)程是一個(gè)自發(fā)放熱且混亂度增加的過(guò)程。Langmuir吸附模型可以用于描述整個(gè)吸附反應(yīng)過(guò)程,動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)是符合準(zhǔn)二階動(dòng)力學(xué)模型。吸附Cu(Ⅱ)的最佳條件是在pH=5時(shí),0.5 g的吸附劑加入到50 mL的反應(yīng)溶液中反應(yīng)300min,溫度控制為40℃。吸附Cd(Ⅱ)的最佳反應(yīng)條件是在pH=6時(shí),50 m L的反應(yīng)溶液中加入0.7g吸附劑反應(yīng)240min溫度控制為35℃。最大吸附率分別為97.95%和93.67%(2)EDTA-CoFe_2O_4-_rGO納米材料的合成過(guò)程:利用一步水熱合成法將CoFe_2O_4負(fù)載到被NaBH4還原后的氧化石墨烯表面,然后被EDTA功能化。將EDTA-CoFe_2O_4-_rGO進(jìn)行表征并應(yīng)用于對(duì)Cu~(2+)的吸附反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,反應(yīng)的最佳條件是在PH=4的條件下,0.6g的吸附劑加入到50ml的35℃的反應(yīng)液中反應(yīng)180min。EDTA-CoFe_2O_4-_rGO對(duì)Cu~(2+)有較好的吸附性能且最高的吸附率可以達(dá)到91.56%同時(shí)等溫吸附線與朗格繆爾(Langmuir)吸附模型相吻合,通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)二階動(dòng)力學(xué)模型可以很好的描述這個(gè)吸附反應(yīng)。熱力學(xué)數(shù)據(jù)表明:該吸附是一個(gè)放熱、混亂度增加的自發(fā)過(guò)程。。(3)將氧化石墨烯超聲溶解并置于80℃的水浴條件下加入一定量NaBH4顆粒發(fā)生反應(yīng)獲得本實(shí)驗(yàn)所需的還原氧化石墨烯。通過(guò)水浴合成法并利用疊氮鹽磺化制備出NiFe_2O_4-_rGO-SO_3H。NiFe_2O_4-_rGO-SO_3H對(duì)Cd~(2+)吸附的效果較好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,0.5g吸附劑在PH=6的40℃鎘離子溶液中反應(yīng)120 min是最佳的吸附反應(yīng)條件,吸附率可以達(dá)到95.7%。準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)吸附方程可以反應(yīng)整個(gè)吸附反應(yīng)的吸附動(dòng)力學(xué)同時(shí)朗格繆爾吸附等溫方程很好的描述了整個(gè)吸附反應(yīng)過(guò)程。通過(guò)熱力學(xué)數(shù)據(jù)表明發(fā)現(xiàn)反應(yīng)是一個(gè)自發(fā)且放熱的過(guò)程。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB332;O647.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1652017