氧化石墨烯(GO)作為具有多種含氧官能團(tuán)的碳納米材料,親水性強(qiáng),已被廣泛應(yīng)用于水凝膠制備中;阿拉伯膠(GA)是一種天然高分子,安全無害、廉價易得、生物相容性高且可以生物降解,含有羥基(OH)、羧基(COOH)等基團(tuán),具有親水性,是制備生物質(zhì)吸附劑的良好材料。本文首先采用改進(jìn)Hummers法來制備GO,然后以GA、GO為添加組分,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酰胺(AM)為有機(jī)單體,通過一步水熱法來分別制備GO/GA-g-PAMPS和GO/GA-g-P(AMPS-co-AM)兩種復(fù)合水凝膠。復(fù)合水凝膠的結(jié)構(gòu)利用FTIR、XRD和SEM進(jìn)行表征。研究了GO含量、GA含量、鹽溶液濃度、溶液p H、染料初始濃度、吸附時間、吸附溫度對陽離子染料亞甲基藍(lán)(MB)和結(jié)晶紫(CV)吸附性能影響,并對吸附機(jī)理進(jìn)行了討論。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:1、GO/GA-g-PAMPS復(fù)合水凝膠以GO質(zhì)量濃度為0.3 g/L、GA為0.3 g、AMPS為2.0 g,60℃恒溫反應(yīng)為最佳制備條件。FTIR結(jié)果表明GO與高分子GA、有機(jī)單體AMPS等發(fā)生了接枝共聚反應(yīng);XRD結(jié)果表明復(fù)合水凝膠具有無定形結(jié)構(gòu),GO...

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 染料概述
        1.1.1 染料簡介和危害
        1.1.2 吸附法在染料廢水去除中的應(yīng)用
    1.2 氧化石墨烯及其在水處理中的應(yīng)用
        1.2.1 石墨烯簡介
        1.2.2 氧化石墨烯(GO)簡介
        1.2.3 GO制備方法
        1.2.4 GO在水處理中的應(yīng)用
    1.3 水凝膠概述
        1.3.1 水凝膠簡介
        1.3.2 天然高分子水凝膠
            1.3.2.1 明膠水凝膠
            1.3.2.2 海藻酸鈉水凝膠
            1.3.2.3 殼聚糖水凝膠
        1.3.3 氧化石墨烯/高分子納米復(fù)合水凝膠
    1.4 復(fù)合水凝膠材料
        1.4.1 阿拉伯膠
        1.4.2 丙烯酰胺
        1.4.3 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸
    1.5 本論文的研究目的、內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究內(nèi)容
        1.5.3 創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 GO/GA-g-PAMPS復(fù)合水凝膠的制備及其對陽離子染料吸附
    2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        2.1.1 試劑和儀器
        2.1.2 樣品制備
        2.1.3 GO/GA-g-PAMPS復(fù)合水凝膠的表征
            2.1.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
            2.1.3.2 X 射線衍射儀(XRD)分析
            2.1.3.3 傅里葉變換紅外光譜(FTIR)
        2.1.4 GO/GA-g-PAMPS復(fù)合水凝膠性能測試
            2.1.4.1 陽離子染料吸附平衡測定
            2.1.4.2 溶液pH吸附性能研究
            2.1.4.3 鹽溶液吸附性能研究
            2.1.4.4 時間及吸附動力學(xué)研究
            2.1.4.5 溫度及吸附等溫線研究
            2.1.4.6 吸附熱力學(xué)研究
            2.1.4.7 反復(fù)吸附性能研究
    2.2 結(jié)果與討論
        2.2.1 GO/GA-g-PAMPS復(fù)合水凝膠的表征
            2.2.1.1 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
            2.2.1.2 X射線衍射儀(XRD)分析
            2.2.1.3 傅里葉變換紅外光譜(FTIR)分析
        2.2.2 GO/GA-g-PAMPS復(fù)合水凝膠力學(xué)性能測試
        2.2.3 GO/GA-g-PAMPS水凝膠吸附性能測定
            2.2.3.1 GO含量對吸附性能影響
            2.2.3.2 GA含量對吸附性能影響
            2.2.3.3 pH對吸附性能影響
            2.2.3.4 鹽溶液對吸附性能影響
            2.2.3.5 吸附時間對吸附性能影響和吸附動力學(xué)研究
            2.2.3.6 吸附溫度對吸附性能影響和吸附等溫線研究
            2.2.3.7 吸附熱力學(xué)
            2.2.3.8 水凝膠反復(fù)吸附性能
        2.2.4 機(jī)理分析
    2.3 本章小結(jié)
第三章 GO/GA-g-P(AMPS-co-AM)復(fù)合水凝膠制備及其對陽離子染料的吸附
    3.1 實(shí)驗(yàn)部分
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
        3.1.2 GO/GA-g-P(AMPS-co-AM)復(fù)合水凝膠的制備
        3.1.3 GO/GA-g-P(AMPS-co-AM)復(fù)合水凝膠的表征
        3.1.4 GO/GA-g-P(AMPS-co-AM)復(fù)合水凝膠的性能測試
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 GO/GA-g-P(AMPS-co-AM)復(fù)合水凝膠的表征
            3.2.1.1 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
            3.2.1.2 X射線衍射儀(XRD)分析
            3.2.1.3 傅里葉變換紅外光譜(FTIR)分析
        3.2.2 GO/GA-g-P(AMPS-co-AM)復(fù)合水凝膠力學(xué)性能測試
        3.2.3 GO/GA-g-P(AMPS-co-AM)水凝膠吸附性能測定
            3.2.3.1 GO含量對吸附性能影響
            3.2.3.2 GA含量對吸附性能影響
            3.2.2.3 pH對吸附性能影響
            3.2.2.4 鹽溶液對吸附性能影響
            3.2.2.5 時間及吸附動力學(xué)研究
            3.2.2.6 溫度及吸附等溫線研究
            3.2.2.7 吸附熱力學(xué)
            3.2.2.8 水凝膠反復(fù)吸附性能
        3.2.4 機(jī)理分析
    3.3 本章總結(jié)
第四章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果



本文編號：4015529