氨基和巯基修饰氧化石墨烯/碳纳米管制备及吸附研究

题名	氨基和巯基修饰氧化石墨烯/碳纳米管制备及吸附研究
作者	李传通
导师	侯新刚 ; 姜丽丽
答辩日期	2017
学位名称	硕士
关键词	氧化石墨烯碳纳米管复合材料吸附动力学热力学
摘要	现代化进程中造成的水污染问题越来越多,其中重金属离子和含酚类有机物等污染物成为了水中主要污染物。这些污染物主要来自电镀、采矿等行业中排放的污水、农业中化肥农药的不合理使用等。重金属离子和含酚类有机物进入地下水体后,通过生物的富集作用,会在人体中进行大量累积,给人们带来严重的伤害、甚至会危及下一代的生命健康。近年来,开发的处理污水的主要方法有:浓缩蒸发法、化学沉淀法、离子互换法、膜分离法等。上述方法对水体中污染物去除有一定的效果,但是存在成本高、制备复杂、易造成二次污染等缺点。而吸附法有材料来源广、制备简单、除污速度快、利用率高等优点,受到了学者广泛关注。选择吸附能力杰出的氧化石墨烯（GO）和碳纳米管（MWCNTs）做主材料,第一步制备出GO/MWCNTs复合材料,然后采用氨基和巯基修饰,制备出NH2-SH-GO/MWCNTs复合材料。采用透射电镜、扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、氮气吸附等表征方法来确定了材料的形貌以及表面负载的基团。本文研究了NH2-SH-GO/MWCNTs复合材料在Pb2+、Zn2+和苯酚共存条件下的静态吸附实验以验证材料性能,同时研究p H值、时间、温度等因素对静态吸附过程的影响。结果表明,p H=5时,复合材料对Pb2+、Zn2+有最大吸附容量,分别达126.5和99.7 mg/g,对苯酚的最大吸附容量为25.1 mg/g。在p H=5时,研究了吸附时间对Pb2+、Zn2+及苯酚吸附容量的影响,实验结果表明在60 min时吸附达到平衡,其容量分别为125.8、98.6和23.8 mg/g。通过初始吸附速率公式计算可知Pb2+、Zn2+、苯酚各自的初始吸附速率为553.897 min-1、136.107 min-1、37.951min-1,从而能说明Pb2+、Zn2+、苯酚的吸附容量依次增大。通过热力学分析,复合材料对Pb2+、Zn2+和苯酚的吸附属于自发吸热过程且属于物理吸附,吸附作用力以分子间作用力为主;动力学研究表明复合材料对Pb2+、Zn2+和苯酚的吸附切合准二级动力学方程;吸附等温线表明吸附过程属于连续多分子层吸附,切合Freundlich模型;循环再生实验表明复合材料的稳定性和重复性较好,在一定程度可满足工业需求。对比传统吸附剂,NH2-SH-GO/MWCNTs复合材料对Pb2+、Zn2+和苯酚有较好的吸附效果,能够较好的去除水中的微量金属离子和苯酚等有机污染物,为处理含有微量有毒、有害物质的污水提供了一种新方法。
页数	61
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语种	中文
收录类别	CNKI
中图分类号	TB332;O647.3
文献类型	学位论文
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/92580
专题	兰州理工大学
作者单位	兰州理工大学
第一作者单位	兰州理工大学
推荐引用方式 GB/T 7714	李传通. 氨基和巯基修饰氧化石墨烯/碳纳米管制备及吸附研究[D],2017.