鋯氧化物@多孔石墨烯的制備及其吸附氟離子的研究
發(fā)布時間：2021-10-25 00:09
隨著世界工業(yè)水平的不斷提高以及社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,水污染問題日益嚴重。飲用水中存在氟會因其濃度的不同而對人體產(chǎn)生不同程度的影響,人體攝入適量的氟有利于保持骨骼和牙齒的健康,而長期飲用高含氟量的飲水會引起氟斑牙、氟骨病等疾病。世界衛(wèi)生組織建議飲水中氟離子濃度應(yīng)在0.51.5mg·L-1之間,中國安全飲水標準規(guī)定氟離子濃度不得超過1.0 mg·L-1。吸附法除氟因具有除氟效果好、處理成本低、操作簡單、不易產(chǎn)生二次污染、吸附材料來源廣等優(yōu)點而成為應(yīng)用最廣泛的除氟技術(shù)之一。然而目前已報道的吸附劑大多存在吸附量低、吸附緩慢以及適宜pH范圍窄的問題,制約了吸附劑的實際應(yīng)用,因此開發(fā)高效低廉以及較寬適宜pH范圍的吸附劑成為研究者關(guān)注的方向之一。針對這一問題,本論文研究了HZO@SGH復(fù)合氟離子吸附材料的制備、除氟性能及其除氟機制。本論文首先采用氧化還原法成功制備了三維石墨烯自組裝水凝膠（SGH）,對其性質(zhì)進行了系統(tǒng)表征,掃描電鏡（SEM）結(jié)果表明SGH主要是由單層石墨烯片層所構(gòu)成,具有明顯的三維多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);XRD、FTIR及XPS結(jié)...
【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：85 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
不同還原溫度和還原時間對SGH制備的影響
O 濃度的優(yōu)化的濃度是影響其還原制備的 SGH 結(jié)構(gòu)性質(zhì)的另一重要因素。圖 3-2 為不0℃條件下加熱 2h 所制備的 SGH。當 GO 濃度在 1mg·mL-1以下時，其還成水凝膠，這可能是因為過低的 GO 濃度使得還原的石墨烯片層間間隙過地通過片層間的交疊形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的水凝膠，最后只能因團聚沉淀在 GO 濃度增加到 1mg·mL-1時，自支撐水凝膠結(jié)構(gòu)能夠大致成型，但由于較低，石墨烯片間的交聯(lián)不強，所以其力學(xué)強度很弱；當 GO 濃度為 2mgGO 均可通過化學(xué)還原過程自組裝形成穩(wěn)定的石墨烯水凝膠，但是 2mg·m SGH 因交聯(lián)作用相對較弱容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)塌陷，而 3mg·mL-1GO 所制備的此現(xiàn)象，所以我們采用 3mg·mL-1的 GO 濃度進行后續(xù)實驗。
第三章 石墨烯自組裝水凝膠制備研究3.2 水凝膠的表征3.2.1 SEM 分析由 SEM 圖可直觀看出，SGH 具有明顯的三維多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，石墨烯片層通過堆疊和交聯(lián)形成了這種獨特結(jié)構(gòu)。由圖 3-3（a）可看出 SGH 的孔尺寸分布在微米微米之間，圖 3-3（b）高倍放大圖中石墨烯片層主要為單層，說明通過自組裝的方備的石墨烯較常規(guī)方法得到的石墨烯粉末，可有效避免石墨烯的團聚，從而提高石的比表面積。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]類水滑石復(fù)合材料吸附去除水中硫酸根離子[J]. 顧怡冰,馬邕文,萬金泉,王艷,關(guān)澤宇. 環(huán)境科學(xué). 2016(03)
[2]氧化石墨烯對亞甲基藍和銅離子的共吸附行為研究[J]. 李成楊,莊澤超,金曉英,陳祖亮. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2015(10)
[3]Applications of graphene-based materials in environmental protection and detection[J]. Lü MeiJiao,LI Jing,YANG XuYu,ZHANG ChangAn,YANG Jia,HU Hao,WANG XianBao. Chinese Science Bulletin. 2013(22)
[4]鋰硫電池性能改善研究進展[J]. 李娜,李景印,李昌家,郭玉鳳. 材料導(dǎo)報. 2012(S2)
[5]納米γ-Al2O3去除氟離子的機理及行為研究[J]. 劉雪巖,姜鑫,逯義,楊麗君,李瑩,張蕾. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2012(08)
[6]飲用水除氟技術(shù)開發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 李永富,孟范平,姚瑞華. 水處理技術(shù). 2010(07)
[7]地下水除氟技術(shù)的研究進展[J]. 李凱崇,鄧述波,徐東耀. 資源環(huán)境與發(fā)展. 2010(01)
[8]中國地下水氟污染的現(xiàn)狀及研究進展[J]. 朱其順,許光泉. 環(huán)境科學(xué)與管理. 2009(01)
[9]聚丙烯酰胺助濾試驗研究[J]. 巴奇,彭舉威,李科. 中國資源綜合利用. 2008(12)
[10]氟化鋁生產(chǎn)廢水處理工藝的研究[J]. 謝祖芳,陳孟林,何星存. 工業(yè)水處理. 2002(02)
博士論文
[1]蘆竹活性炭的制備、表征及吸附性能研究[D]. 孫媛媛.山東大學(xué) 2014
本文編號：3456269
【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：85 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
不同還原溫度和還原時間對SGH制備的影響
O 濃度的優(yōu)化的濃度是影響其還原制備的 SGH 結(jié)構(gòu)性質(zhì)的另一重要因素。圖 3-2 為不0℃條件下加熱 2h 所制備的 SGH。當 GO 濃度在 1mg·mL-1以下時，其還成水凝膠，這可能是因為過低的 GO 濃度使得還原的石墨烯片層間間隙過地通過片層間的交疊形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的水凝膠，最后只能因團聚沉淀在 GO 濃度增加到 1mg·mL-1時，自支撐水凝膠結(jié)構(gòu)能夠大致成型，但由于較低，石墨烯片間的交聯(lián)不強，所以其力學(xué)強度很弱；當 GO 濃度為 2mgGO 均可通過化學(xué)還原過程自組裝形成穩(wěn)定的石墨烯水凝膠，但是 2mg·m SGH 因交聯(lián)作用相對較弱容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)塌陷，而 3mg·mL-1GO 所制備的此現(xiàn)象，所以我們采用 3mg·mL-1的 GO 濃度進行后續(xù)實驗。
第三章 石墨烯自組裝水凝膠制備研究3.2 水凝膠的表征3.2.1 SEM 分析由 SEM 圖可直觀看出，SGH 具有明顯的三維多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，石墨烯片層通過堆疊和交聯(lián)形成了這種獨特結(jié)構(gòu)。由圖 3-3（a）可看出 SGH 的孔尺寸分布在微米微米之間，圖 3-3（b）高倍放大圖中石墨烯片層主要為單層，說明通過自組裝的方備的石墨烯較常規(guī)方法得到的石墨烯粉末，可有效避免石墨烯的團聚，從而提高石的比表面積。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]類水滑石復(fù)合材料吸附去除水中硫酸根離子[J]. 顧怡冰,馬邕文,萬金泉,王艷,關(guān)澤宇. 環(huán)境科學(xué). 2016(03)
[2]氧化石墨烯對亞甲基藍和銅離子的共吸附行為研究[J]. 李成楊,莊澤超,金曉英,陳祖亮. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2015(10)
[3]Applications of graphene-based materials in environmental protection and detection[J]. Lü MeiJiao,LI Jing,YANG XuYu,ZHANG ChangAn,YANG Jia,HU Hao,WANG XianBao. Chinese Science Bulletin. 2013(22)
[4]鋰硫電池性能改善研究進展[J]. 李娜,李景印,李昌家,郭玉鳳. 材料導(dǎo)報. 2012(S2)
[5]納米γ-Al2O3去除氟離子的機理及行為研究[J]. 劉雪巖,姜鑫,逯義,楊麗君,李瑩,張蕾. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2012(08)
[6]飲用水除氟技術(shù)開發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 李永富,孟范平,姚瑞華. 水處理技術(shù). 2010(07)
[7]地下水除氟技術(shù)的研究進展[J]. 李凱崇,鄧述波,徐東耀. 資源環(huán)境與發(fā)展. 2010(01)
[8]中國地下水氟污染的現(xiàn)狀及研究進展[J]. 朱其順,許光泉. 環(huán)境科學(xué)與管理. 2009(01)
[9]聚丙烯酰胺助濾試驗研究[J]. 巴奇,彭舉威,李科. 中國資源綜合利用. 2008(12)
[10]氟化鋁生產(chǎn)廢水處理工藝的研究[J]. 謝祖芳,陳孟林,何星存. 工業(yè)水處理. 2002(02)
博士論文
[1]蘆竹活性炭的制備、表征及吸附性能研究[D]. 孫媛媛.山東大學(xué) 2014
本文編號：3456269
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