本文在深入調(diào)研氧化石墨烯及其復(fù)合材料的制備技術(shù)、在吸附領(lǐng)域的應(yīng)用研究的基礎(chǔ)上,首次系統(tǒng)地研究GO對堿金屬離子的吸附特性并成功利用吸附-原位還原法制備了金屬/還原氧化石墨烯新型磁性吸附復(fù)合材料,該材料顯示了優(yōu)異的對Cu2+吸附性能。首先采用改進Hummers法制備氧化石墨,水溶液中超聲剝離處理獲得氧化石墨烯分散液,通過多種手段對氧化石墨烯材料進行了表征,并考察了氧化石墨烯對不同堿金屬離子的吸附特性。然后利用吸附-原位還原法制備不同形貌Co/rGO磁性復(fù)合材料�？疾炝� Co/rGO復(fù)合材料對銅離子的吸附性能及其吸附熱力學(xué)、動力學(xué)。（1）鱗片石墨為原料,利用改進Hummers法制備氧化石墨,后超聲分散剝離成氧化石墨烯納米片。利用SEM、FT-IR、Raman、XRD和TG-MS對氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性。研究表明,氧化石墨烯為層狀結(jié)構(gòu),表面存在大量褶皺;氧含量高達42.66%,—COOH所占含氧基團含量最高,有利于發(fā)生離子交換反應(yīng)。（2）針對氧化石墨烯對于堿金屬離子的吸附機理,采用改進Hummers法制備氧化石墨烯納米片,并用作吸附劑從溶液中去除Li+、Na+、K+、Rb+和Cs+。結(jié)果表... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院過程工程研究所)北京市

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２?ＧＯ制備機理圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?ＧＯ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｄｉａｇｒａｍ１６１??

?第１章引言???１．１．３．１?ＧＯ對金屬離子的吸附機理??ＧＯ對金屬離子的作用主要依賴于其表面含氧基團及基面芳烷基的７ＷＴ共軛??結(jié)構(gòu)。含氧基團對親水性基團有較強親和作用，而芳烷基中的共軛結(jié)構(gòu)更傾向十??與疏水性基團相互作用［５２］。??ＧＯ與金屬離子的作用機理Ｋ要有絡(luò)合作用（Ｃｏｍｐｌｅｘａｔｉｏｎｌｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）、靜電??作用（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ?Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）、離子交換作用（Ｉｏｎ?ｅｘｃｈａｎｇｅｌｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）、陽離Ｔ－７ｔ??鍵作川（Ｃａｔｉｏｎ－７ｒ?ｂｏｎｄｉｎｇ?Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）＇：’？：，術(shù)意圖如圖?１．４?所示。??ｐＨ較低時，酸性減弱促進ＧＯ的表面電離，負電性增大，此時靜電作用在??ＧＯ吸附金屬離子中發(fā)揮主要作用。隨著ｐＨ繼續(xù)增大，ＧＯ表面的一０Ｈ可以１?ｊ??金屬離子配位形成絡(luò)合物，離子交換及絡(luò)合作用開始成為主導(dǎo)因素１５３］。??格合作丨丨丨?Ｊ?（?Ａ??—？?＜—參??＞?Ｈ０＇ｓＯ＞??ｍ?Ａ艦作＂Ｉ?ＪＬ??＊??＋?ＨＩＭ！?ｒ－－＊??作ＨＩ?．??？?—?＊??細離Ｉ＇??ＯＨ??離ｆ？交換?〇ａ??、＇０??圖１．４?ＧＯ與金屬離子作用機理示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ＧＯ?ａｎｄ?ｍｅｔａｌ?ｉｏｎｓ１５４１??圖１．５顯示了?Ｃｕ２－與ＧＯ片的相互作用機理。靜電引力為金屬陽離子在呈負??電性ＧＯ納米片上的吸附提供主要動力Ｌ４７ｊ。??１３??

?ＧＯ及Ｃｏ／ｒＧＯ磁性復(fù)合材料的制備及其離子吸附性能研究???翁??ＨＯＯＣ?ＨＯＯＣ?０〇〇Ｃ?〇ＯＯＣ?＾??圖１．５?ＧＯ的結(jié)構(gòu)（ａ）?ＣＯ與金屬陽離子的相互作用（ｂ）??Ｆｉｇｕｒｅ?１．５?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＧＯ?（ａ）?Ｉｔｓ?ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ?ｗｉｔｈ?ｍｅｔａｌ?ｃａｔｉｏｎｓ?（ｂ）｜４ｙ｜??作為吸附過程的另一種重要機制，ＧＯ表面一ＣＯＯＨ或一ＯＨ基團上Ｈ＋與??Ｐｂ２１?旬的離子交換作用在ＧＯ上Ｐｂ２＋的吸附中起主要作用，相關(guān)反應(yīng)可用下列方??程式表示：一?（ＣＯ）ＯＨ?＋?Ｐｂ２＋——（ＣＯ）ＯＰｂ—?＋?Ｈ＋??２—（ＣＯ）ＯＨ?＋?Ｐｂ２＋——（ＣＯ）ＯＰｂＯ（ＯＣ）—?＋?２Ｈ＿??可以看出，隨著交換反應(yīng)的進行，Ｈ＋逐漸釋放到溶液中，也為平衡時溶液??ｐＨ值低于初始值的現(xiàn)象提供了解釋［５５］。??此外，金屬離子與含氧基團之間的絡(luò)合作用也被證實在ＧＯ上Ｐｂ２＋的吸附中??發(fā)揮主要作用。Ｐｂ２＋通過同時鍵合邊緣的一ＣＯＯＨ或一０Ｈ橋接不同的ＧＯ片。??利用密度泛函理論計算得到Ｐｂ２＋與ＧＯ納米片上１個和２個一ＣＯＯＨ的結(jié)合能分??別為１４．７ｋｃａｌ／ｍｏｌ和１８．７ｋｃａｌ／ｍｏｌ，遠高于其他類型的含氧基團，暗示？１＾＿傾向??于與２個一ＣＯＯＨ基團結(jié)合［５６］（圖１．６）。??１４??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]石墨烯對不同纖維織物負載整理及電性能研究[D]. 沈偉峰.天津工業(yè)大學(xué) 2017
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本文編號：3591819