本文關(guān)鍵詞：氧化石墨烯、聚吡咯和多壁碳納米管的修飾及對重金屬、放射性核素的吸附

  更多相關(guān)文章： 重金屬離子 放射性核素 復(fù)合材料 吸附機(jī)理

【摘要】：本論文采用等離子體法及氧化聚合反應(yīng)合成了聚丙烯酰胺/氧化石墨烯(PAM/GO)、聚吡咯/磷酸氫鈦(PPy/Ti(HPO_4)_2)和2-乙烯基吡啶/多壁碳納米管(MWCNT-g-VP)復(fù)合材料,并分別研究了它們對放射性核素鍶(Sr(Ⅱ))、重金屬離子鉻(Cr(Ⅵ))及鉛(Pb(Ⅱ))的吸附作用和機(jī)理。本論文共分四章。第一章,總體介紹了重金屬離子和放射性核素污染現(xiàn)狀、其危害及常見的處理方法、影響吸附的主要因素及本論文的選題依據(jù)和主要研究內(nèi)容。第二章,用等離子體放電法成功合成了聚丙烯酰胺/氧化石墨烯(PAM/GO)復(fù)合材料,并應(yīng)用于吸附水中的Sr(Ⅱ)。并通過批次實驗考察了溶液中的pH值、離子強(qiáng)度及溫度等對吸附過程的影響。此外通過實驗發(fā)現(xiàn),吸附動力學(xué)符合假二級模型。熱力學(xué)數(shù)據(jù)表明Sr(Ⅱ)在PAM/GO上的吸附是一個自發(fā)的、吸熱的過程,且符合Langmuir模型。表明所合成的PAM/GO復(fù)合材料對于廢水中Sr(Ⅱ)的去除有很好的應(yīng)用前景。第三章,通過氧化聚合反應(yīng)成功地合成了PPy/Ti(HPO_4)_2有機(jī)-無機(jī)復(fù)合物,并用來吸附Cr(Ⅵ)效果顯著。通過批試驗,發(fā)現(xiàn)吸附受pH和離子強(qiáng)度的影響,低的pH和離子強(qiáng)度對吸附有利。吸附動力學(xué)符合假二級模型且Langmuir模型與Freundlich模型相比更適合本次的實驗數(shù)據(jù),表明Cr(Ⅵ)在PPy/Ti(HPO_4)_2上為單層吸附。熱力學(xué)數(shù)據(jù)表明吸附是一個吸熱的且自發(fā)的過程。制得的PPy/Ti(HPO_4)_2有望成為一種去除廢水中Cr(Ⅵ)的理想材料。第四章,通過等離子體方將2-乙基吡啶嫁接到到多壁碳納米管上。根據(jù)X射線及光電子能譜分析,2-乙基吡啶分子嫁接到MWCNTs表面后,羥基和羧基發(fā)生了重排。MWCNT-g-VP表面的2-乙基吡啶分子可以阻止MWCNT-g-VP發(fā)生聚集且可以提供更多官能團(tuán),因而大大提供了吸附Pb(Ⅱ)的能力。MWCNT-g-VP吸附Pb(Ⅱ)的能力受pH影響說明吸附機(jī)理主要為內(nèi)部表面絡(luò)合。MWCNT-g-VP表面的吡啶基團(tuán)對于固定溶液中的Pb(Ⅱ)有重要作用。MWCNT-g-VP的有望成為吸附廢水中重金屬離子的合適材料。綜合以上幾個方面的內(nèi)容,對比不同的材料對不同金屬離子的吸附性能,分析了吸附機(jī)理,為重金屬離子和放射性核素進(jìn)行危害評估以及有效治理提供了有關(guān)的理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)支持。
【關(guān)鍵詞】：重金屬離子 放射性核素 復(fù)合材料 吸附機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：煙臺大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703;O647.3;X591
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 重金屬和放射性核素污染現(xiàn)狀及其危害10-11
• 1.1.1 重金屬和放射性核素污染現(xiàn)狀10-11
• 1.1.2 重金屬和放射性核素的危害11
• 1.2 重金屬和放射性核素污染常見的治理方法11-12
• 1.3 影響吸附的主要因素12-13
• 1.3.1 吸附劑自身的性質(zhì)12-13
• 1.3.2 外界的環(huán)境條件13
• 1.4 本論文的選題依據(jù)和主要研究內(nèi)容13-16
• 2 聚丙烯酰胺修飾氧化石墨烯吸附鍶16-32
• 2.1 引言16
• 2.2 實驗部分16-19
• 2.2.1 試劑16-17
• 2.2.2 儀器和設(shè)備17
• 2.2.3 聚丙烯酰胺氧化石墨烯的制備17-18
• 2.2.3.1 氧化石墨烯的制備17
• 2.2.3.2 聚丙烯酰胺氧化石墨烯的制備17-18
• 2.2.4 樣品的表征18
• 2.2.5 吸附實驗18-19
• 2.3 結(jié)果與討論19-31
• 2.3.1 材料表征19-23
• 2.3.2 吸附時間的影響23-25
• 2.3.3 pH和離子強(qiáng)度的影響25-26
• 2.3.4 吸附熱力學(xué)26-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 3 氧化聚合反應(yīng)制備聚吡咯/磷酸氫鈦有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料去除水中的鉻32-46
• 3.1 引言32
• 3.2 實驗部分32-35
• 3.2.1 試劑32-33
• 3.2.2 儀器和設(shè)備33
• 3.2.3 聚吡咯及聚吡咯/磷酸氫鈦復(fù)合材料的制備33-34
• 3.2.4 樣品的表征34
• 3.2.5 吸附實驗34-35
• 3.3 結(jié)果與討論35-45
• 3.3.1 材料表征35-37
• 3.3.2 吸附動力學(xué)37-39
• 3.3.3 pH和離子強(qiáng)度的影響39-41
• 3.3.4 吸附等溫線41-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 4 2-乙烯基吡啶修飾多壁碳納米管去除水中的鉛46-58
• 4.1 引言46
• 4.2 實驗部分46-48
• 4.2.1 實驗試劑46-47
• 4.2.2 復(fù)合材料的制備47
• 4.2.3 樣品表征47
• 4.2.4 吸附實驗47-48
• 4.3 結(jié)果和討論48-56
• 4.3.1 材料表征48-51
• 4.3.2 pH影響51-52
• 4.3.3 離子強(qiáng)度影響52-53
• 4.3.4 吸附熱力學(xué)53-56
• 4.4 小結(jié)56-58
• 5 總結(jié)58-60
• 參考文獻(xiàn)60-72
• 致謝72-74
• 作者簡介74-76
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文76-78

，

本文編號：865753