石墨烯氣凝膠材料用于水體中污染物的吸附萃取及催化降解
發(fā)布時間:2020-12-11 08:45
自石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來,有關(guān)石墨烯的改性和應(yīng)用的研究日趨蓬勃。具有三維結(jié)構(gòu)的石墨烯氣凝膠吸附性能優(yōu)異,贏得了人們的廣泛關(guān)注。(1)通過交聯(lián)聚乙烯醇(PVA)和氧化石墨烯(GO)制備了兩親性(親水性和親油性)可調(diào)、可壓縮和可自我恢復(fù)的石墨烯氣凝膠(GA),用于吸附不同親水或疏水性的四種染料。通過改變PVA/GA的比例實現(xiàn)可調(diào)的兩親性;由于PVA的交聯(lián)作用,GA具有良好的可壓縮回彈性;谶@種特殊性質(zhì),吸附后的洗脫只需要采用擠壓方式便可,有利于快速解吸并循環(huán)使用。研究結(jié)果表明,這種兩親性,可壓縮回彈GA能夠高效吸附處理染料廢水,僅需15 min即可達(dá)到吸附平衡,對孔雀石綠的吸附容量為0.352 mg/mg,10次循環(huán)使用吸附容量仍達(dá)到初次使用時的89.5%,非常適合用作于處理染料廢水的吸附劑。GA合成操作簡單,成本低,無毒,易于使用,可回收、吸附能力高等優(yōu)點使其具有應(yīng)用于大規(guī)模工業(yè)過程的潛力。(2)將兩親性可調(diào)、可壓縮回彈的GA用作注射器內(nèi)固相萃取的吸附劑,利用GA對芳香類物質(zhì)特有的選擇性吸附富集水體中西維因和利谷隆農(nóng)藥,石油醚洗脫,高效液相色譜法(HPLC-UV)分析西維因和利谷隆含量。結(jié)果...
【文章來源】:江蘇科技大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 石墨烯的研究進(jìn)展
1.1.1 石墨烯的制備方法
1.1.2 石墨烯的應(yīng)用
1.2 石墨烯氣凝膠的研究進(jìn)展
1.2.1 石墨烯氣凝膠的合成方法
1.2.2 石墨烯氣凝膠的應(yīng)用
1.3 固相萃取的研究進(jìn)展
1.4 染料吸附處理方法的研究進(jìn)展
1.5 選題意義及主要研究內(nèi)容
1.5.1 選題意義
1.5.2 主要研究內(nèi)容
第2章 實驗試劑及儀器
2.1 實驗涉及儀器和藥品
2.1.1 化學(xué)試劑和規(guī)格
2.1.2 實驗儀器
2.2 分析測試方法
2.2.1 XRD分析
2.2.2 SEM分析
2.2.3 BET分析
2.2.4 XPS分析
2.2.5 FT-IR光譜
2.2.6 UV-Vis吸收光譜
2.3 計算化學(xué)研究方法及工具簡介
2.3.1 GFN2-xTB理論方法簡介
2.3.2 計算工具簡介
第3章 可壓縮回彈、兩親性可調(diào)的石墨烯氣凝膠在染料吸附處理中的應(yīng)用
3.1 前言
3.2 實驗部分
3.2.1 氧化石墨烯溶液制備
3.2.2 PVA溶液配制
3.2.3 交聯(lián)劑配制
3.2.4 可恢復(fù)石墨烯氣凝膠合成
3.2.5 染料吸附研究步驟
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 GO與GA的表征
3.3.2 GA吸附染料的條件優(yōu)化
3.3.3 GA對染料的吸附等溫線研究
3.3.4 GA吸附染料的反應(yīng)動力學(xué)研究
3.3.5 GA對染料吸附行為的計算化學(xué)研究
3.3.6 GA循環(huán)利用
3.4 小結(jié)
第4章 可壓縮回彈、兩親性可調(diào)的石墨烯氣凝膠在固相萃取中的應(yīng)用
4.1 前言
4.2 實驗部分
4.2.1 GA合成
4.2.2 GA固相萃取步驟
4.2.3 高效液相色譜HPLC分析步驟
4.2.4 校準(zhǔn)曲線的測定
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 校準(zhǔn)曲線的測定
4.3.2 萃取溫度對SPE富集倍數(shù)的影響
4.3.3 萃取時間被SPE富集倍數(shù)的影響
4.3.4 樣品溶液pH對SPE富集倍數(shù)的影響
4.3.5 洗脫劑對SPE富集倍數(shù)的影響
4.3.6 GA循環(huán)利用
4.3.7 實際樣品分析
4.4 小結(jié)
第5章 ATO負(fù)載的石墨烯氣凝膠在染料催化降解中的應(yīng)用
5.1 前言
5.2 實驗部分
5.2.1 EGA合成
5.2.2 ATO合成
5.2.3 ATO/EGA合成
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 GA、ATO、ATO/EGA的表征
5.3.2 光照對ATO/EGA吸附催化效果影響
5.3.3 反應(yīng)溫度對ATO/EGA吸附催化效果影響
5.3.4 pH對ATO/EGA吸附催化效果影響
5.3.5 EGA與ATO不同比例對ATO/EGA吸附催化效果影響
5.3.6 時間對催化效果的影響
5.4 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文及申請的專利
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]石墨烯氣凝膠的制備與應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 遲彩霞,劉越,吳昊,白雪松,孔祥慧,孫紅梅,喬秀麗. 應(yīng)用化工. 2018(09)
[2]石墨烯氣凝膠的制備及其對水中油分的吸附特性[J]. 黃劍坤,劉會娥,黃揚(yáng)帆,馬雁冰,丁傳芹. 化工學(xué)報. 2016(12)
[3]殼聚糖樹脂對染料動態(tài)吸附性能研究[J]. 鄭帥. 染料與染色. 2015(03)
[4]花生殼活性炭吸附染料廢水中結(jié)晶紫的研究[J]. 張晉峰,張瑩琪. 節(jié)水灌溉. 2015(04)
[5]原位自組裝石墨烯塊體材料:性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及pH依賴自組裝行為(英文)[J]. 王剛,賈麗濤,侯博,李德寶,王俊剛,孫予罕. 新型炭材料. 2015(01)
[6]雙孔介孔碳的合成及其對亞甲基藍(lán)的吸附[J]. 徐恩兵,李坤權(quán),朱志強(qiáng),賈佳琪,王效華. 環(huán)境化學(xué). 2015(01)
博士論文
[1]石墨烯氣凝膠的控制制備、改性及性能研究[D]. 胡涵.大連理工大學(xué) 2014
碩士論文
[1]固相萃取結(jié)合液相色譜測定環(huán)境水樣中典型有機(jī)污染物[D]. 劉潔.煙臺大學(xué) 2018
[2]具有類過氧化酶特性的納米材料的制備與催化應(yīng)用[D]. 孫俊.江蘇科技大學(xué) 2018
本文編號:2910229
【文章來源】:江蘇科技大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 石墨烯的研究進(jìn)展
1.1.1 石墨烯的制備方法
1.1.2 石墨烯的應(yīng)用
1.2 石墨烯氣凝膠的研究進(jìn)展
1.2.1 石墨烯氣凝膠的合成方法
1.2.2 石墨烯氣凝膠的應(yīng)用
1.3 固相萃取的研究進(jìn)展
1.4 染料吸附處理方法的研究進(jìn)展
1.5 選題意義及主要研究內(nèi)容
1.5.1 選題意義
1.5.2 主要研究內(nèi)容
第2章 實驗試劑及儀器
2.1 實驗涉及儀器和藥品
2.1.1 化學(xué)試劑和規(guī)格
2.1.2 實驗儀器
2.2 分析測試方法
2.2.1 XRD分析
2.2.2 SEM分析
2.2.3 BET分析
2.2.4 XPS分析
2.2.5 FT-IR光譜
2.2.6 UV-Vis吸收光譜
2.3 計算化學(xué)研究方法及工具簡介
2.3.1 GFN2-xTB理論方法簡介
2.3.2 計算工具簡介
第3章 可壓縮回彈、兩親性可調(diào)的石墨烯氣凝膠在染料吸附處理中的應(yīng)用
3.1 前言
3.2 實驗部分
3.2.1 氧化石墨烯溶液制備
3.2.2 PVA溶液配制
3.2.3 交聯(lián)劑配制
3.2.4 可恢復(fù)石墨烯氣凝膠合成
3.2.5 染料吸附研究步驟
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 GO與GA的表征
3.3.2 GA吸附染料的條件優(yōu)化
3.3.3 GA對染料的吸附等溫線研究
3.3.4 GA吸附染料的反應(yīng)動力學(xué)研究
3.3.5 GA對染料吸附行為的計算化學(xué)研究
3.3.6 GA循環(huán)利用
3.4 小結(jié)
第4章 可壓縮回彈、兩親性可調(diào)的石墨烯氣凝膠在固相萃取中的應(yīng)用
4.1 前言
4.2 實驗部分
4.2.1 GA合成
4.2.2 GA固相萃取步驟
4.2.3 高效液相色譜HPLC分析步驟
4.2.4 校準(zhǔn)曲線的測定
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 校準(zhǔn)曲線的測定
4.3.2 萃取溫度對SPE富集倍數(shù)的影響
4.3.3 萃取時間被SPE富集倍數(shù)的影響
4.3.4 樣品溶液pH對SPE富集倍數(shù)的影響
4.3.5 洗脫劑對SPE富集倍數(shù)的影響
4.3.6 GA循環(huán)利用
4.3.7 實際樣品分析
4.4 小結(jié)
第5章 ATO負(fù)載的石墨烯氣凝膠在染料催化降解中的應(yīng)用
5.1 前言
5.2 實驗部分
5.2.1 EGA合成
5.2.2 ATO合成
5.2.3 ATO/EGA合成
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 GA、ATO、ATO/EGA的表征
5.3.2 光照對ATO/EGA吸附催化效果影響
5.3.3 反應(yīng)溫度對ATO/EGA吸附催化效果影響
5.3.4 pH對ATO/EGA吸附催化效果影響
5.3.5 EGA與ATO不同比例對ATO/EGA吸附催化效果影響
5.3.6 時間對催化效果的影響
5.4 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文及申請的專利
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]石墨烯氣凝膠的制備與應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 遲彩霞,劉越,吳昊,白雪松,孔祥慧,孫紅梅,喬秀麗. 應(yīng)用化工. 2018(09)
[2]石墨烯氣凝膠的制備及其對水中油分的吸附特性[J]. 黃劍坤,劉會娥,黃揚(yáng)帆,馬雁冰,丁傳芹. 化工學(xué)報. 2016(12)
[3]殼聚糖樹脂對染料動態(tài)吸附性能研究[J]. 鄭帥. 染料與染色. 2015(03)
[4]花生殼活性炭吸附染料廢水中結(jié)晶紫的研究[J]. 張晉峰,張瑩琪. 節(jié)水灌溉. 2015(04)
[5]原位自組裝石墨烯塊體材料:性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及pH依賴自組裝行為(英文)[J]. 王剛,賈麗濤,侯博,李德寶,王俊剛,孫予罕. 新型炭材料. 2015(01)
[6]雙孔介孔碳的合成及其對亞甲基藍(lán)的吸附[J]. 徐恩兵,李坤權(quán),朱志強(qiáng),賈佳琪,王效華. 環(huán)境化學(xué). 2015(01)
博士論文
[1]石墨烯氣凝膠的控制制備、改性及性能研究[D]. 胡涵.大連理工大學(xué) 2014
碩士論文
[1]固相萃取結(jié)合液相色譜測定環(huán)境水樣中典型有機(jī)污染物[D]. 劉潔.煙臺大學(xué) 2018
[2]具有類過氧化酶特性的納米材料的制備與催化應(yīng)用[D]. 孫俊.江蘇科技大學(xué) 2018
本文編號:2910229
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