生物還原氧化石墨烯基材料的制備及其水處理性能
發(fā)布時間:2021-02-02 07:09
石墨烯(graphene)是由單層碳原子堆積形成具有蜂窩晶格狀結(jié)構(gòu)的二維納米材料,巨大的比表面積、優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等特性使其具有廣闊的應(yīng)用前景。但石墨烯的制備是限制其應(yīng)用的瓶頸。在石墨烯制備方法相中,氧化石墨(GO)還原法具有成本低、產(chǎn)量高和可大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點,是石墨烯量產(chǎn)潛在有效的途徑。目前GO的還原主要通過添加強化學(xué)試劑來實現(xiàn),不僅存在操作風(fēng)險,化學(xué)試劑的殘留對環(huán)境的二次污染,制備的還原氧化石墨烯(rGO)片層還傾向于團聚和堆疊,影響rGO的性能。生物還原法是一種環(huán)境友好的方法,但是目前的生物法還原效率低,反應(yīng)條件苛刻;此外,粉末狀的還原氧化石墨烯自身存在納米毒性,暴露于環(huán)境中會對人體、生物和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害,且難以回收利用。因此,研發(fā)高效生物還原氧化石墨烯方法并制備結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的石墨烯材料成為推動石墨烯應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。針對上述研究背景及現(xiàn)存問題,本課題組利用篩選得到的海洋菌Shewanella sp.CF8-6為還原劑,實現(xiàn)了 GO的高效還原,制備了表面殘留少量含氧官能團,即生物還原氧化石墨烯(Biologically Reduced Graphene Oxide,BRG...
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖4-7準(zhǔn)一階動力學(xué)方程擬合曲線(a?MB,?cCR)和準(zhǔn)二階動力學(xué)方程擬合曲線(b?MB,dCR)??Figure?4-7?Pseudo??
?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???新進行吸附實驗,結(jié)果如圖4.8所示?梢园l(fā)現(xiàn),PVA-GA在重復(fù)循環(huán)4次之后,??仍能對MB和CR具有較好的吸附效果,因此該材料具備較好的再生性,在實際??應(yīng)用中可以減少成本,具有非常大的應(yīng)用潛力。??___??12345?1?2?3?4?5??Cycle?Cycle??圖4-9吸附-解吸循環(huán)次數(shù)對PVA-GA的吸附染料的影響??Figure?4-9?Effect?of?the?number?of?adsorption-desorption?cycles?on?the?adsorption?of?dyes?on??PVA-GA?microspheres.??4.5小結(jié)??本章節(jié)討論了?PVA量、染料濃度、PVA-GA質(zhì)量、溶液pH、反應(yīng)溫度對氣??凝膠吸附性能的影響,進一步通過吸附動力學(xué)和等溫線擬合分析了?PVA-GA的??吸附機理,最后驗證了?PVA-GA的循環(huán)再生性,所得具體結(jié)果及結(jié)論如下:??1.通過多組控制變量對比試驗可知,當(dāng)PVA/BRGO=l,PVA/BRGO投加量為??10mL,?MB和CR濃度為50?mg/L,溶液pH為7,反應(yīng)溫度為25oC時,PVA-GA??吸附MB和CR會達到最佳去除效果,MB去除率和平衡吸附量分別為94.62%??和135.17?mg/g,CR去除率和平衡吸附量分別為93.97%和134.24?mg/g。因此確??定其為PVA-GA吸附染料的最佳參數(shù),并應(yīng)用此參數(shù)到后續(xù)的實驗研宄中。??2.吸附動力學(xué)和吸附等溫線擬合結(jié)果顯示,準(zhǔn)二階動力學(xué)模型可以更好地??PVA-GA對兩種染料的吸附過程,說明該吸附過程是化學(xué)吸附;Langmuir模型可??以
-?^?f85^.?*?25?mg/L?1-2-?#?25?mg/L??妒A?50?mg/L?毳?50?mg/L??2-?I?▼?75?mg/L?l.〇-?-r?75?mg/L??*???100?mg/L?參?100?mg/L??V?廣??::?'?Z??0?20?40?60?80?100?120?140?160?180?200?0?20?40?60?80?100?120?140?160?180?200??Time?(min)?Time?(min)??圖5-6準(zhǔn)一階動力學(xué)方程擬合曲線(a?Cd2+,?b?Pb2+)和準(zhǔn)二階動力學(xué)方程擬合曲線(c?Cd2+,d??Pb2+)??Figure?5-6?Pseudo?first?order?kinetics?(a?Cd2+,?b?Pb2+);?Pseudo?second?order?kinetics?(c?Cd2+,?d??Pb2+)??表5-1?PVA-GA吸附Cd2+和Pb2+的動力學(xué)擬合參數(shù)??Table?5-1?Kinetics?fitting?parameters?of?PVA-GA?for?adsorption?of?Cd2+?and?Pb2+.??初始重金屬濃度""""?準(zhǔn)一階動力學(xué)?準(zhǔn)二階動力學(xué)??(mg/L)?kl?(min-1)?R2?kl?(min"1)?R2??10?-0.03239?0.9940?0.00519?0.9810??25?-0.03725?0.9446?0.00578?0.9908??Cd2+?50?-0.03643?0.9725?0.00603?0.9983??7
本文編號:3014291
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
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【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖4-7準(zhǔn)一階動力學(xué)方程擬合曲線(a?MB,?cCR)和準(zhǔn)二階動力學(xué)方程擬合曲線(b?MB,dCR)??Figure?4-7?Pseudo??
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本文編號:3014291
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