本文關(guān)鍵詞：氧化石墨烯復(fù)合材料在重金屬離子分離中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著人們對金屬礦物的開采和冶煉,在化工、電子、機(jī)械制造等行業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生了大量含重金屬離子的廢水,對水和土壤環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。同時,重金屬離子會在人體內(nèi)聚集從而導(dǎo)致中毒、癌癥和神經(jīng)系統(tǒng)的損壞。近年來,人們對環(huán)境水樣中鈷、鎳、銅、鎘、鉛等重金屬離子越發(fā)關(guān)注。人體尿液和血清中這些重金屬離子的含量已成為臨床醫(yī)學(xué)診斷相關(guān)疾病的參考指標(biāo)。環(huán)境水樣中重金屬離子的含量低,難以達(dá)到目前檢測方法的檢出限,需要對其進(jìn)行富集和濃縮。而尿液和血清等生物樣品的基質(zhì)復(fù)雜,需對其進(jìn)行純化和分離。因此亟需合成一種高比表面積、強(qiáng)吸附效果、易洗脫和分離、可重復(fù)使用的環(huán)保廉價材料,對樣品進(jìn)行前處理,分離樣品中的重金屬離子,以滿足實(shí)際檢測需要。氧化石墨烯具有很高的比表面積,其表面含有豐富的羥基、羧基等含氧基團(tuán),對金屬離子有很好的吸附效果。然而氧化石墨烯親水性強(qiáng),片層柔軟,運(yùn)用傳統(tǒng)的離心、過膜等方法無法將從水溶液中有效地分離,限制了它在樣品前處理中的應(yīng)用。本文探索了氧化石墨烯的改性方法,合成了磁性氧化石墨烯、二氧化硅氧化石墨烯及氧化石墨烯海綿三種復(fù)合材料,使其在保持原有吸附能力的同時也易于從水溶液中分離。利用透射電鏡、掃描電鏡、X射線光電子能譜、振動樣品磁強(qiáng)計(jì)等方法對材料進(jìn)行表征,結(jié)果表明復(fù)合材料已成功合成。材料吸附效果的探究結(jié)果表明材料對重金屬離子有較大的飽和吸附量,吸附效果顯著受到溶液pH值的影響。本文利用合成的材料建立了針對樣品中五種重金屬離子的萃取方法,探究了吸附時間、上樣體積、洗脫液體積、洗脫液濃度等因素對回收率的影響,對建立的方法進(jìn)行評估。結(jié)果表明建立的磁固相萃取方法具有很好的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性,可耐受其它離子的干擾,被成功應(yīng)用于人體尿液和血清等復(fù)雜生物樣品的前處理中;建立的固相萃取方法具有良好的線性,對實(shí)際水樣中重金屬離子的分離回收率達(dá)83.04%-104.87%;建立的固相萃取盤方法能在大體積上樣時保持良好的回收率,富集倍數(shù)達(dá)67倍,可用于處理大體積低濃度的樣品。
【關(guān)鍵詞】：氧化石墨烯 復(fù)合材料 重金屬離子 樣品前處理 分離富集
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB33;O658
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 主要符號對照表8-9
• 第1章 引言9-22
• 1.1 重金屬離子的危害9-14
• 1.1.1 重金屬離子的分離11-13
• 1.1.2 重金屬離子的檢測13-14
• 1.2 氧化石墨烯（ GO）14-19
• 1.2.1 GO在分離中的應(yīng)用15-17
• 1.2.2 GO在分離應(yīng)用中存在的不足17-19
• 1.3 樣品前處理19-21
• 1.3.1 SPE20
• 1.3.2 M-SPE20-21
• 1.4 選題意義及研究內(nèi)容21-22
• 第2章 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器22-25
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑22-23
• 2.2 小型實(shí)驗(yàn)儀器23
• 2.3 大型表征和分析儀器23-25
• 第3章 M-GO在重金屬離子M-SPE中的應(yīng)用25-36
• 3.1 本章引論25
• 3.2 M-GO的制備及表征25-28
• 3.2.1 M-GO的制備25-26
• 3.2.2 M-GO的表征26-28
• 3.3 材料的吸附能力探究28-30
• 3.3.1 材料在不同p H下的吸附能力28-29
• 3.3.2 材料的飽和吸附量29-30
• 3.4 M-SPE方法的建立及條件優(yōu)化30-33
• 3.4.1 M-SPE方法的建立30
• 3.4.2 方法條件優(yōu)化30-33
• 3.5 方法性能評估及實(shí)際應(yīng)用33-35
• 3.6 本章小結(jié)35-36
• 第4章 SiO_2-GO在重金屬離子SPE中的應(yīng)用36-42
• 4.1 本章引論36
• 4.2 SiO_2-GO的制備及表征36-37
• 4.2.1 SiO_2-GO的制備36-37
• 4.2.2 SiO_2-GO的表征37
• 4.3 材料的吸附能力探究37-39
• 4.3.1 兩種材料的吸附能力對比37
• 4.3.2 材料的飽和吸附量37-38
• 4.3.3 材料在不同p H下的吸附能力38-39
• 4.4 SPE方法的建立及條件優(yōu)化39-40
• 4.4.1 SPE方法的建立39
• 4.4.2 方法條件優(yōu)化39-40
• 4.5 方法性能評估及實(shí)際應(yīng)用40-41
• 4.6 本章小結(jié)41-42
• 第5章 SP-GO在重金屬離子SPE-Disk中的應(yīng)用42-48
• 5.1 本章引論42
• 5.2 SP-GO的制備及表征42-44
• 5.2.1 SP-GO的制備42-43
• 5.2.2 SP-GO的表征43-44
• 5.3 材料的吸附能力探究44-45
• 5.3.1 材料在不同p H下的吸附能力44
• 5.3.2 材料的飽和吸附量44-45
• 5.4 SPE-Disk方法的建立及條件優(yōu)化45-47
• 5.4.1 SPE-Disk方法的建立45
• 5.4.2 富集倍數(shù)探究45-47
• 5.5 本章小結(jié)47-48
• 第6章 結(jié)論48-49
• 參考文獻(xiàn)49-55
• 致謝55-57
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果57

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