膨潤土由于其巨大理論比表面積、層結(jié)構(gòu)可膨脹及層間域的陽離子可交換性等特征，是廢水中多種污染物的天然吸附材料，尤其對染料廢水的陽離子染料吸附性能良好。然而，如何處理吸附了陽離子染料的廢棄膨潤土的相關(guān)研究卻比較少。本文通過對吸附了陽離子染料的膨潤土進行碳化處理，制備了一種具備特殊二維納米結(jié)構(gòu)的類石墨烯碳材料，從而為廢棄膨潤土的再利用提供了一條途徑。論文進一步研究了這種新型材料對有機污染物的吸附性能，并探討了其在超級電容上應(yīng)用的可行性，測試它的部分電學(xué)參數(shù)。研究取得了以下成果： （1）利用吸附染料后的廢棄膨潤土，成功制備了類石墨烯碳納米材料。將分別吸附了陽離子染料結(jié)晶紫、亞甲基藍、孔雀石綠后的膨潤土進行氮氣保護下高溫碳化處理，XRD圖譜顯示碳化后膨潤土片層間形成了一層高度約為0.34-0.41nm的二維碳納米材料，酸洗去掉膨潤土片層后得到碳納米材料，對其進行XRD和拉曼光譜表征都顯示出極高的石墨化程度。此外，對其進行BET測試發(fā)現(xiàn)其是一種以介孔為主的碳納米材料。 （2）發(fā)現(xiàn)碳納米材料對硝基苯、2-萘酚和苯酚都具有良好的吸附效果。三種不同碳源制備的碳納米材料對硝基苯吸附效果相差不大，600℃制...

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 膨潤土
        1.1.1 結(jié)構(gòu)和物化性質(zhì)
        1.1.2 膨潤土污染控制應(yīng)用
        1.1.3 膨潤土對陽離子染料的吸附特性
    1.2 膨潤土模板法制備二維碳納米材料
        1.2.1 模板法制備碳材料
        1.2.2 膨潤土的模板特性
        1.2.3 膨潤土模板法制備二維碳納米材料
    1.3 氮摻雜石墨烯
        1.3.1 石墨烯摻雜的分類
        1.3.2 氮摻雜石墨烯的性質(zhì)和用途
        1.3.3 氮摻雜石墨烯的制備方法
    1.4 本論文的研究內(nèi)容、目的和意義
第2章 碳納米材料的制備及結(jié)構(gòu)表征
    2.1 實驗部分
        2.1.1 實驗試劑和儀器
        2.1.2 吸附實驗
        2.1.3 碳納米材料的制備
    2.2 結(jié)構(gòu)表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 膨潤土對陽離子染料的吸附
        2.3.2 XRD 分析
        2.3.3 拉曼光譜
        2.3.4 BET 分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 碳納米材料吸附性能研究
    3.1 實驗部分
        3.1.1 實驗試劑和儀器
        3.1.2 實驗方法
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 不同碳源制備碳納米材料吸附性能比較
        3.2.2 碳化溫度對吸附性能影響
        3.2.3 三種有機物吸附等溫曲線
        3.2.4 碳納米材料和改性膨潤土對硝基苯吸附比較
        3.2.5 吸附動力學(xué)
        3.2.6 溫度對吸附效果影響
    3.3 本章小結(jié)
第4章 碳納米材料在超級電容中的應(yīng)用
    4.1 實驗部分
        4.1.1 實驗試劑和儀器
        4.1.2 電極的制備及扣試超級電容器的組裝
        4.1.3 超級電容器電極材料的電化學(xué)性能測試
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 循環(huán)伏安測試
        4.2.2 充放電測試
        4.2.3 交流阻抗測試
        4.2.4 循環(huán)壽命測試
    4.3 本章小結(jié)
第5章 研究結(jié)論、創(chuàng)新點與展望
    5.1 研究結(jié)論
        5.1.1 碳納米材料的制備與表征
        5.1.2 碳納米材料的吸附性能研究
        5.1.3 碳納米材料在超級電容上的應(yīng)用
    5.2 創(chuàng)新點
    5.3 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間完成的學(xué)術(shù)論文與研究項目
    學(xué)術(shù)論文
    研究項目



本文編號：3874019