近年來(lái),有機(jī)污水排放和石油泄漏事故頻發(fā),造成水資源嚴(yán)重污染,直接威脅生態(tài)平衡和人類健康。迄今為止,人們已經(jīng)制備了各種炭氣凝膠來(lái)處理上述污染物。在所有的炭氣凝膠中,石墨烯氣凝膠因具有極高的比表面積、高的孔隙率、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能等優(yōu)點(diǎn),受到極大關(guān)注并被廣泛應(yīng)用于環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域。然而,利用氧化石墨烯制備石墨烯氣凝膠存在一系列的問(wèn)題,例如:如何抑制石墨烯的團(tuán)聚問(wèn)題?如何降低石墨烯氣凝膠高成本問(wèn)題?如何通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)優(yōu)異機(jī)械性能和高吸附能力?針對(duì)以上問(wèn)題,本論文從石墨烯氣凝膠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和有效復(fù)合改性出發(fā),制備高吸附性能的石墨烯基復(fù)合氣凝膠。具體研究如下:1.首先,將氧化石墨烯和一定量的氧化煤在水溶液中通過(guò)自組裝進(jìn)行交聯(lián),從而形成石墨烯復(fù)合水凝膠,然后進(jìn)行冷凍干燥、化學(xué)氣相沉積表面疏水改性,成功地制備疏水多孔的石墨烯/氧化煤復(fù)合氣凝膠。研究表明,通過(guò)對(duì)氧化煤添加量的調(diào)控,實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)合氣凝膠的形貌、機(jī)械性能和吸附性能調(diào)控。當(dāng)氧化煤和氧化石墨烯的質(zhì)量比為1:1時(shí),石墨烯復(fù)合氣凝膠具有優(yōu)異的吸附能力(196 g g^-1)。經(jīng)過(guò)10次吸附循環(huán)后,石墨烯復(fù)合材料吸附能力僅下降15...

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 水污染
        1.2.1 水污染簡(jiǎn)介
        1.2.2 有機(jī)污染物的處理方法
        1.2.3 吸附材料
    1.3 炭氣凝膠簡(jiǎn)介
    1.4 石墨烯和石墨烯氣凝膠
        1.4.1 石墨烯
        1.4.2 氧化石墨烯
        1.4.3 石墨烯氣凝膠簡(jiǎn)介
        1.4.4 石墨烯氣凝膠的制備方法
    1.5 石墨烯復(fù)合氣凝膠
        1.5.1 石墨烯/纖維素復(fù)合氣凝膠
        1.5.2 石墨烯/碳納米管復(fù)合氣凝膠
        1.5.3 石墨烯/木質(zhì)素復(fù)合氣凝膠
        1.5.4 石墨烯/殼聚糖復(fù)合氣凝膠
        1.5.5 石墨烯/靜電紡絲纖維復(fù)合氣凝膠
        1.5.6 石墨烯/聚合物復(fù)合氣凝膠
    1.6 本論文的研究思路與研究?jī)?nèi)容
第2章 石墨烯/氧化煤復(fù)合氣凝膠的制備及其處理有機(jī)物污染物的研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料、試劑和設(shè)備
        2.2.2 氧化煤的制備(CO)
        2.2.3 石墨烯/氧化煤復(fù)合氣凝膠的制備(GC)
        2.2.4 硅烷修飾的疏水石墨烯/氧化煤復(fù)合氣凝膠(MGC)
        2.2.5 樣品表征
            2.2.5.1 場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)
            2.2.5.2 透射電子顯微鏡(TEM)
            2.2.5.3 傅里葉紅外光譜(FT-IR)
            2.2.5.4 共聚焦拉曼光譜(Raman)
            2.2.5.5 X-射線光電子能譜(XPS)
            2.2.5.6 水接觸角測(cè)試
            2.2.5.7 機(jī)械性能測(cè)試
            2.2.5.8 熱重分析
        2.2.6 吸附實(shí)驗(yàn)
        2.2.7 吸附循環(huán)性實(shí)驗(yàn)
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 MGC的形貌
        2.3.2 MGC的疏水性能和重量分析
        2.3.3 MGC的組成表征
        2.3.4 MGC的機(jī)械性能和結(jié)構(gòu)表征
        2.3.5 選擇性吸油的應(yīng)用
        2.3.6 有機(jī)物的吸附應(yīng)用
    2.4 小結(jié)
第3章 石墨烯/煤基碳纖維復(fù)合氣凝膠的制備及其處理有機(jī)物污染物的應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料、試劑和設(shè)備
        3.2.2 石墨烯/煤基碳纖維復(fù)合氣凝膠的制備
        3.2.3 柔性煤基碳纖維的制備(CCNF)
        3.2.4 石墨烯/煤基碳纖維復(fù)合氣凝膠的制備(GCF)
        3.2.5 疏水的石墨烯/煤基碳纖維復(fù)合氣凝膠的制備(MGCF)
        3.2.6 材料的表征和性能測(cè)試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 MGCF形貌結(jié)構(gòu)
        3.3.2 MGCF組成表征
        3.3.3 MGCF機(jī)械性能
        3.3.4 MGCF在油水分離和有機(jī)物吸附方面的應(yīng)用
    3.4 本章小結(jié)
第4章 石墨烯/石墨帶復(fù)合氣凝膠的制備及其在有機(jī)物吸附方面的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料、試劑和設(shè)備
        4.2.2 功能化的石墨帶的制備(GONR-APTES)
        4.2.3 石墨烯/石墨帶復(fù)合氣凝膠的制備(GGNA)
        4.2.4 疏水的石墨烯/石墨帶復(fù)合氣凝膠的制備(MGGNA)
        4.2.5 材料的表征和性能測(cè)試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 MGGNA的形貌結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 MGGNA的組成表征
        4.3.3 MGGNA氣凝膠的潤(rùn)濕性
        4.3.4 MGGNA氣凝膠的機(jī)械性能
        4.3.5 MGGNA氣凝膠的比表面積分析
        4.3.6 GO、GONR-APTES和 MGGNA氣凝膠的熱重分析
        4.3.7 石墨烯復(fù)合氣凝膠在油水分離和有機(jī)溶劑吸附方面的應(yīng)用
    4.4 石墨烯復(fù)合氣凝膠在原位油水分離中的應(yīng)用
        4.4.1 低粘度有機(jī)溶劑的分離
        4.4.2 真空泵油分離
    4.5 石墨烯復(fù)合氣凝膠的吸附機(jī)理研究
    4.6 小結(jié)
第5章 全文總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果



本文編號(hào)：3844745