隨著納米科技的快速發(fā)展,氧化石墨烯（Granphene oxide,GO）因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)已被應(yīng)用于生活生產(chǎn)的眾多領(lǐng)域,成為碳納米材料家族中璀璨的新星。然而在其生產(chǎn)、運(yùn)輸、處理和排放過(guò)程中,GO不可避免地會(huì)進(jìn)入自然環(huán)境中并發(fā)生聚集、分散、轉(zhuǎn)化和遷移等行為,可能會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。GO本身因其比表面積大和含氧官能團(tuán)豐富而在水溶液中能夠穩(wěn)定分散,但是自然水體環(huán)境中多種復(fù)雜因素都會(huì)對(duì)GO的分散穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,影響GO在環(huán)境中的歸趨。本文旨在研究GO在特殊水環(huán)境中的聚集行為,通過(guò)靜態(tài)批次沉降實(shí)驗(yàn)定性探究了模擬富營(yíng)養(yǎng)化水體中總氮總磷含量以及總氮磷比對(duì)GO顆粒聚集和沉降的影響,同時(shí)通過(guò)沉降動(dòng)力學(xué)和DLVO理論模擬GO顆粒間勢(shì)能作用關(guān)系,定量描述了 GO納米顆粒在模擬富營(yíng)養(yǎng)化水體中的聚集過(guò)程以及機(jī)理,以期豐富GO在特殊水環(huán)境中的聚沉理論。除此之外,GO擁有一定的生物毒性,被認(rèn)為是潛在的納米材料污染物,因此本文還考察了零價(jià)納米鐵（nZVI）對(duì)于GO去除效果及其影響因素,對(duì)于保護(hù)生態(tài)環(huán)境有著重要意義。本研究的主要內(nèi)容如下:（1）研究了 GO在模擬的富營(yíng)養(yǎng)化水體中聚沉行為。具體來(lái)說(shuō),以銨... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖３．１?（Ａ）在不同濃度ＮＨ４Ｃ１和Ｎａ３Ｐ０４下的上清液中剩余ＧＯ濃度５?（Ｂ）?ＧＯ在不同??濃度ＮＨ４Ｃ１和Ｎａ３Ｐ０４下的水合半徑；（Ｃ）ＧＯ在不同濃度ＮＨ４Ｃ丨和Ｎａ３Ｐ０４下?

?第三章氧化石墨烯在模擬富營(yíng)養(yǎng)化水體中的環(huán)境行為???１０?＇?Ｃ?Ｃ?Ｄ?『?『??８－?￡??ｓ?＇?ｃ?ｃ；??ａ，?６?－?ｃ；?ｃ??Ｕ??４?？?Ｂ?ＮＨ４Ｃ１??￡＞?Ｎａ３Ｐ〇４??２?－???ｉ?，?ｉ?，?ｉ?，?ｉ?，?ｉ?．?｜???０?２?４?６?８?１０??Ｔｉｍｅ?（ｈ）??圖３．２在不同靜置時(shí)間下的上清液中剩余的ＧＯ濃度??注：ＧＯ初始濃度為１０?ｍｇ?Ｌ１，?ｐＨ為８．０土０．５，?ＮＨ４Ｃ１和洳疋０４濃度均為５０?ｍｍｏｌ?Ｌ１。??３．３．３?ｐＨ及總氮總磷比值對(duì)氧化石墨烯聚集的影響??圖３．２對(duì)比分析了銨鹽和磷酸鹽單一體系下ＧＯ沉降后剩余ＧＯ濃度變化??的情況，可以進(jìn)一步反映總氮和總磷含量在天然富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中對(duì)ＧＯ分散性??的影響，然而總氮總磷比值作為水體富營(yíng)化的重要指標(biāo)，對(duì)于ＧＯ的分散和聚??集行為也有一定的潛在作用。因此，引入ＴＮ／ＴＰ比值以及ｐＨ兩個(gè)因素來(lái)考察??ＧＯ的沉降情況。圖３．３表明，在不同富營(yíng)養(yǎng)化程度水體中ＧＯ的聚集不僅受溶??液的ｐＨ值控制，而且受ＴＮ／ＴＰ比值控制。具體來(lái)說(shuō)，在ｐＨ?＝?８．０和ＴＮ／ＴＰ＝ｌ：ｌ??時(shí)，ＧＯ的沉降較低或可忽略不計(jì)，隨后在ＴＮ／ＴＰ為５：１時(shí)觀察到顯著的ＧＯ??聚集作用。之后，上清液中剩余ＧＯ濃度隨著兩電解質(zhì)摩爾比的增加迅速下降，??當(dāng)ＴＮ／ＴＰ值在大于３０：１的范圍內(nèi)，ＧＯ基本沉降完全。當(dāng)ｐＨ?＝?６．０時(shí)，即ＴＮ／ＴＰ??的值越大，ＧＯ聚集得越多，然而在ＴＮ／ＴＰ比值為１：１時(shí)即可觀察到ＧＯ聚集，??當(dāng)ＴＮ／ＴＰ比值大于３０：１時(shí)ＧＯ的聚集完全。此外

藻類死亡期三個(gè)不同階段。藻類復(fù)蘇期氮磷比為１５：１左右，藻類指數(shù)階??段氮磷比在５：１浮動(dòng)，兩個(gè)階段的氮磷比均能在ｐＨ?８．０時(shí)誘導(dǎo)ＧＯ發(fā)生沉降。??然而當(dāng)水體發(fā)生水華時(shí)，水體氮磷比小于５：１，此過(guò)程中ＧＯ將趨于分散。??１０???ｆ?｜?ＰＨ?＝?６．０±０．５??８＿?Ｉ?１ＰＨ?＝?８．０±０．５??－??＇ｏ／）??Ｓ??：４?＿??Ｕ??２?－??０?ＬＵＵ?ｉｌｌ?Ｈｉｍ?ＪＪＬＬＵＬＪ?一??１?５?１０?３０?６０?１２０??ＴＮ／ＴＰ??圖３．３在不同ＴＮＡＴＰ比值和不同ｐＨ條件下上清液中ＧＯ的濃度??注：ＧＯ初始濃度為１０?ｍｇ’Ｌ－１，靜置時(shí)間為２４小時(shí)？??３．３．４勢(shì)能曲線??基于范德華引力勢(shì)能和靜電斥力勢(shì)能的計(jì)算，圖３．４給出了?ＧＯ在ＮＨ４Ｃ１??和Ｎａ３ＰＣＵ溶液中的ＤＬＶＯ能量分布圖。從圖３．４中可以看出隨著ＮＨ４ＣＩ和??Ｎａ３Ｐ〇４濃度的增加，ＧＯ的勢(shì)能降低，當(dāng)ＮＨ４Ｃ１濃度等于或者大于１０?ｍｍｏｌ＇Ｉ／１??時(shí)，ＧＯ的勢(shì)能為負(fù)值。當(dāng)Ｎａ３Ｐ０４濃度等于或者大于ＺｍｍｏｂＬ－１時(shí)，ＧＯ的勢(shì)??能為負(fù)值。當(dāng)ＧＯ的勢(shì)能為負(fù)值時(shí)，范德華引力占主導(dǎo)地位。具體而言，ＧＯ??粒子之間的靜電排斥力隨著顆粒間距（ｎｍ）的減小而增大，而范德華引力隨著??顆粒間距的增加而增大，并且在較低的離子強(qiáng)度條件下由于靜電排斥力占主導(dǎo)??地位，勢(shì)能為正值。另外，當(dāng)電解質(zhì)濃度較低且相同時(shí)（ＮＨ４Ｃ１和Ｎａ３Ｐ０４均為??０．１?ｍｍｏｌ．Ｌ－１），ＧＯ在Ｎａ３Ｐ〇４溶液中的最大排斥勢(shì)能（４．８ＫＴ）相比于在ＮＨ４Ｃ１??溶液中的最大排斥勢(shì)能（３．５?ＫＴ）更高，因此從理論上證明在低背景電

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]渭河陜西段河道沉積物中碳氮磷來(lái)源分析及污染評(píng)價(jià)[J]. 何琪琳,張風(fēng)寶,楊明義.  水土保持學(xué)報(bào). 2020(02)
[2]氧化石墨烯結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展[J]. 黃滿華,唐志紅,楊俊和.  新型炭材料. 2019(04)
[3]氧化石墨烯作為潤(rùn)滑油添加劑的分散穩(wěn)定性[J]. 仇磊,陳鼎,朱莉莉,陳耀彤,王思遠(yuǎn),馮鵬飛.  材料導(dǎo)報(bào). 2019(16)
[4]氧化石墨烯在不同鹽度水體中的聚沉行為研究[J]. 張楠楠,丁光輝,李雪瑤,劉全斌,薛歡歡,崔福旭,張晶.  海洋環(huán)境科學(xué). 2019(02)
[5]有機(jī)質(zhì)和陽(yáng)離子對(duì)氧化石墨烯團(tuán)聚行為的影響[J]. 孫斌斌,張寅清,王坤坤,祝凌燕.  中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2018(03)
[6]氧化石墨烯膜應(yīng)用于造紙廢水深度處理的研究[J]. 趙金琴,焦東,武書(shū)彬,萬(wàn)金泉.  造紙科學(xué)與技術(shù). 2017(03)
[7]膠體與界面化學(xué)[J]. 齊利民.  科學(xué)通報(bào). 2017(06)
[8]不同來(lái)源腐殖酸在納米四氧化三鐵上的吸附及對(duì)其沉降性的影響[J]. 湯智,趙曉麗,吳豐昌,譚一新,趙天慧,秦寧,鐘燕平.  環(huán)境化學(xué). 2015(08)
[9]不同粒徑零價(jià)鐵活化過(guò)硫酸鈉氧化降解酸性橙7的影響及動(dòng)力學(xué)研究[J]. 李歡旋,萬(wàn)金泉,馬邕文,黃明智,王艷,陳楊梅.  環(huán)境科學(xué). 2014(09)
[10]氧化石墨烯與石墨烯在溶劑中的分散性能研究[J]. 楊旭宇,王安龍,楊嵩.  炭素技術(shù). 2014(03)

博士論文
[1]氧化石墨烯在環(huán)境介質(zhì)上的吸附聚集行為研究[D]. 劉霞.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[2]不同尺度下納米TiO2在水中聚集和沉積特性研究[D]. 魯晶.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]氧化石墨烯致秀麗線蟲(chóng)毒效應(yīng)分子機(jī)制及預(yù)防策略研究[D]. 趙云利.東南大學(xué) 2015

碩士論文
[1]水中氧化石墨烯的凝聚與沉降[D]. 章婷婷.南京信息工程大學(xué) 2019
[2]石墨烯修飾多孔道材料的結(jié)構(gòu)構(gòu)建和吸附性能研究[D]. 田間.天津工業(yè)大學(xué) 2019
[3]氧化石墨烯近海水環(huán)境中聚沉行為研究[D]. 張楠楠.大連海事大學(xué) 2018
[4]三種碳納米材料對(duì)小球藻的毒性效應(yīng)及其機(jī)理研究[D]. 歐陽(yáng)少虎.南開(kāi)大學(xué) 2016
[5]聚3,4-乙撐二氧噻吩（PEDOT）-氧化石墨烯復(fù)合電極在有機(jī)發(fā)光二極管中的應(yīng)用[D]. 陸峰.上海交通大學(xué) 2016
[6]功能化氧化石墨烯的制備及其在藥物傳輸與磁共振成像上的應(yīng)用[D]. 王亞培.上海師范大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3105902