氨基改性磁性氧化石墨烯的制備及其對(duì)重金屬離子的吸附研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-10 18:52
隨著城市化和工業(yè)的迅速發(fā)展,大量的重金屬通過(guò)工業(yè)廢水排放或日用品的方式進(jìn)入自然環(huán)境中。由于處理不當(dāng)而造成了一系列水體重金屬污染問(wèn)題。在處理水體重金屬污染的各種方法中,由于吸附法具有操作簡(jiǎn)單、吸附容量大和吸附劑可再生等優(yōu)點(diǎn),是目前最常用的方法。氧化石墨烯(GO)是一種具有高比表面積的片層碳材料,擁有大量含氧官能團(tuán),可作為重金屬離子的吸附劑。但氧化石墨烯在吸附重金屬離子后存在分離難和再生性較差的缺點(diǎn),因此需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步改性。氧化石墨烯磁性化可有效解決這一問(wèn)題,但磁性化后吸附容量會(huì)顯著降低,需要進(jìn)一步改性以提高吸附性能。由于帶孤對(duì)電子的官能團(tuán)對(duì)重金屬離子有較強(qiáng)的的絡(luò)合能力,因此可以通過(guò)摻雜或共價(jià)接枝向氧化石墨烯材料中引入N、S、O等元素來(lái)提高吸附性能。雖然目前已有許多關(guān)于改性氧化石墨烯復(fù)合吸附劑的研究,但關(guān)于對(duì)重金屬離子具有較強(qiáng)選擇性吸附的改性研究仍然較少。本文以氧化石墨烯為原料,首先與四氧化三鐵磁性納米粒子復(fù)合,然后進(jìn)行氨基接枝改性,制備出對(duì)重金屬離子具有一定吸附選擇性的磁性氧化石墨烯復(fù)合材料吸附劑。使用傅里葉紅外光譜(FT-IR)、掃描電鏡(SEM)、X射線(xiàn)衍射(XRD)、熱重分析(...
【文章來(lái)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(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)圖[32]
第二章氨基硫脲改性磁性氧化石墨烯吸附劑的制備及其對(duì)Hg2+和Zn2+的吸附性能研究17圖2-1TSC/MGO的制備過(guò)程Fig.2-1PreparationofTSC/MGO2.2.3結(jié)構(gòu)和形貌表征使用分析純溴化鉀作背景進(jìn)行壓片,在BrukerFT-IR光譜儀(Tensor27,德國(guó))上測(cè)定樣品在4000~400cm-1范圍內(nèi)的傅里葉變換紅外(FT-IR)光譜。用Bruker衍射儀(D8Advance,德國(guó))記錄樣品的X射線(xiàn)衍射(XRD)圖譜,測(cè)試的2范圍為5~80。使用掃描電子顯微鏡(SEM)(SU8220,日本)測(cè)定原料和產(chǎn)物的形態(tài)結(jié)構(gòu),樣品通過(guò)乙醇溶劑法超聲分散,再用毛細(xì)管將其均勻點(diǎn)在樣品板上烘干。熱重分析(TGA)儀器(Q600SDT,美國(guó))以10C/min的加熱速率在氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)行,測(cè)試溫度范圍為35~600C。使用比表面及孔徑分析儀(3H-2000PS1,北京貝士德儀器公司),N2作吸附質(zhì),通過(guò)吸附-脫附氮?dú)獾姆椒y(cè)定產(chǎn)物的比表面積和孔徑大校2.2.4吸附實(shí)驗(yàn)2.2.4.1不同重金屬離子的吸附取5份20mg中間產(chǎn)物(MGO),分別添加到依次裝有50mL、pH=5、濃度為0.01molL-1的Pb2+,Cd2+,Cu2+,Zn2+,Hg2+溶液的250mL錐形瓶中。在溫度為300.15K的條件下,以170rpm的轉(zhuǎn)速振蕩吸附2h,并通過(guò)計(jì)算得到吸附劑對(duì)各種重金屬離子的吸附量。吸附前后的重金屬離子濃度使用0.01molL-1的EDTA溶液通過(guò)絡(luò)合滴定法滴定。同樣的,在相同條件下取5份20mg中間產(chǎn)物(TSC/MGO),分別添加到依次裝有不同重金屬離子溶液的錐形瓶中進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn),然后外壁放置磁鐵吸引聚集吸附劑,滴定吸附前后溶液中的重金屬離子濃度。通過(guò)計(jì)算得到吸附劑對(duì)各種重金屬離子的吸附量。其中,吸附劑對(duì)重金屬離子的平衡吸附量通過(guò)下述等式得到:
GO(a,b)和TSC/MGO(c,d)的掃描電鏡
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氨基功能化磁性氧化石墨烯吸附亞甲基藍(lán)的性能探討[J]. 常會(huì),范文娟,曾成華,鄒旺材. 冶金分析. 2019(08)
[2]2017中國(guó)生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)[J]. 環(huán)境經(jīng)濟(jì). 2018(11)
[3]食品中重金屬去除技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 葉萌祺,杜宗軍,陳冠軍. 現(xiàn)代食品科技. 2017(10)
[4]有機(jī)污水的生化處理[J]. 劉薇薇. 天津化工. 2017(02)
[5]精氨酸接枝殼聚糖的工藝優(yōu)化及其對(duì)Cu2+、Ni2+的吸附特性[J]. 張轉(zhuǎn)玲,張毅,張昊,劉葉. 離子交換與吸附. 2016(05)
[6]Adsorption of Hg(Ⅱ) from aqueous solution using thiourea functionalized chelating fiber[J]. Xiaoxia Yao,Huicai Wang,Zhenhua Ma,Mingqiang Liu,Xiuqing Zhao,Dai Jia. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2016(10)
[7]氧化石墨烯制備方法的優(yōu)化改進(jìn)[J]. 張亞飛,慶健,王海風(fēng). 廣州化工. 2016(19)
[8]臺(tái)州鉛蓄電池污染事故對(duì)環(huán)境的破壞及其影響分析[J]. 蔡秉成. 化工管理. 2015(33)
[9]淺談食品中重金屬的危害及應(yīng)對(duì)措施[J]. 孫冬梅. 食品安全導(dǎo)刊. 2015(15)
[10]石墨烯及其復(fù)合材料對(duì)水中重金屬離子的吸附性能研究[J]. 馮冬燕,孫怡然,于飛,李晨璐,李強(qiáng),郭永福,白仁碧,馬杰. 功能材料. 2015(03)
碩士論文
[1]改性氧化石墨烯復(fù)合物的制備及應(yīng)用研究[D]. 李時(shí)雨.北京建筑大學(xué) 2019
本文編號(hào):3487762
【文章來(lái)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(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)圖[32]
第二章氨基硫脲改性磁性氧化石墨烯吸附劑的制備及其對(duì)Hg2+和Zn2+的吸附性能研究17圖2-1TSC/MGO的制備過(guò)程Fig.2-1PreparationofTSC/MGO2.2.3結(jié)構(gòu)和形貌表征使用分析純溴化鉀作背景進(jìn)行壓片,在BrukerFT-IR光譜儀(Tensor27,德國(guó))上測(cè)定樣品在4000~400cm-1范圍內(nèi)的傅里葉變換紅外(FT-IR)光譜。用Bruker衍射儀(D8Advance,德國(guó))記錄樣品的X射線(xiàn)衍射(XRD)圖譜,測(cè)試的2范圍為5~80。使用掃描電子顯微鏡(SEM)(SU8220,日本)測(cè)定原料和產(chǎn)物的形態(tài)結(jié)構(gòu),樣品通過(guò)乙醇溶劑法超聲分散,再用毛細(xì)管將其均勻點(diǎn)在樣品板上烘干。熱重分析(TGA)儀器(Q600SDT,美國(guó))以10C/min的加熱速率在氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)行,測(cè)試溫度范圍為35~600C。使用比表面及孔徑分析儀(3H-2000PS1,北京貝士德儀器公司),N2作吸附質(zhì),通過(guò)吸附-脫附氮?dú)獾姆椒y(cè)定產(chǎn)物的比表面積和孔徑大校2.2.4吸附實(shí)驗(yàn)2.2.4.1不同重金屬離子的吸附取5份20mg中間產(chǎn)物(MGO),分別添加到依次裝有50mL、pH=5、濃度為0.01molL-1的Pb2+,Cd2+,Cu2+,Zn2+,Hg2+溶液的250mL錐形瓶中。在溫度為300.15K的條件下,以170rpm的轉(zhuǎn)速振蕩吸附2h,并通過(guò)計(jì)算得到吸附劑對(duì)各種重金屬離子的吸附量。吸附前后的重金屬離子濃度使用0.01molL-1的EDTA溶液通過(guò)絡(luò)合滴定法滴定。同樣的,在相同條件下取5份20mg中間產(chǎn)物(TSC/MGO),分別添加到依次裝有不同重金屬離子溶液的錐形瓶中進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn),然后外壁放置磁鐵吸引聚集吸附劑,滴定吸附前后溶液中的重金屬離子濃度。通過(guò)計(jì)算得到吸附劑對(duì)各種重金屬離子的吸附量。其中,吸附劑對(duì)重金屬離子的平衡吸附量通過(guò)下述等式得到:
GO(a,b)和TSC/MGO(c,d)的掃描電鏡
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[5]精氨酸接枝殼聚糖的工藝優(yōu)化及其對(duì)Cu2+、Ni2+的吸附特性[J]. 張轉(zhuǎn)玲,張毅,張昊,劉葉. 離子交換與吸附. 2016(05)
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[7]氧化石墨烯制備方法的優(yōu)化改進(jìn)[J]. 張亞飛,慶健,王海風(fēng). 廣州化工. 2016(19)
[8]臺(tái)州鉛蓄電池污染事故對(duì)環(huán)境的破壞及其影響分析[J]. 蔡秉成. 化工管理. 2015(33)
[9]淺談食品中重金屬的危害及應(yīng)對(duì)措施[J]. 孫冬梅. 食品安全導(dǎo)刊. 2015(15)
[10]石墨烯及其復(fù)合材料對(duì)水中重金屬離子的吸附性能研究[J]. 馮冬燕,孫怡然,于飛,李晨璐,李強(qiáng),郭永福,白仁碧,馬杰. 功能材料. 2015(03)
碩士論文
[1]改性氧化石墨烯復(fù)合物的制備及應(yīng)用研究[D]. 李時(shí)雨.北京建筑大學(xué) 2019
本文編號(hào):3487762
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