GO-4A分子筛复合材料的制备及吸附性能研究

发布时间：2024-02-03 04:08

　　重金属废水因其水量庞大、毒效长期持续、复杂性、动态性、转化迁移多样性、污染局部性以及生物不可降解等特点,而成为全球关注的重大问题之一。吸附法由于具有材料来源广泛、操作简便、选择性高以及成本低廉等优点,成为近年来在重金属废水处理领域的一个研究热点。氧化石墨烯(GO)不仅具有优异的亲水性、力学性质以及电学性质,而且其结构中富含的大量含氧官能团可作为纳米粒子的结合位点以及巨大的比表面积。但GO由于层间范德华力导致片层之间容易堆叠,实际生活中大大限制了其应用。4A分子筛是由硅氧和铝氧四面体组成的三维骨架状结构化合物,属立方晶系,具有较高的离子交换容量和比表面积。本研究采用超声波+磁力搅拌法的工艺制备了一种GO-4A分子筛复合材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)等手段对其进行了表征,同时分别对水中Cu²⁺、Pb²⁺的吸附性能进行了探究。(1)通过XRD、FTIR、SEM等对不同复合比例制备的GO-4A的结构和形貌进行了剖析。结果表明不同复合比例对GO-4A物相组成影响不大;4A分子筛...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 重金属废水的研究现状
        1.1.1 重金属废水污染的危害
        1.1.2 重金属废水的处理方法
    1.2 氧化石墨烯概述
        1.2.1 氧化石墨烯的制备
        1.2.2 氧化石墨烯的结构与性质
        1.2.3 氧化石墨烯类复合材料在污水处理中的应用
    1.3 4A分子筛概述
        1.3.1 4A分子筛的结构
        1.3.2 4A分子筛的性质
        1.3.3 4A分子筛的应用及研究
    1.4 选题意义及研究内容
        1.4.1 选题意义
        1.4.2 研究内容
2 GO-4A纳米复合材料的的制备及表征
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验原料及试剂
        2.1.2 实验设备及仪器
    2.2 试验样品的制备
    2.3 分析与测试
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 X射线衍射测试结果
        2.4.2 傅里叶红外测试结果
        2.4.3 扫描电子显微形貌表征
        2.4.4 GO-4A复合材料的热重分析
        2.4.5 GO-4A复合材料对铜离子的吸附
    2.5 本章小结
3 GO-4A对 Cu²⁺的最优吸附条件及吸附再生性能研究
    3.1 引言
    3.2 吸附等温模型和动力学相关理论
        3.2.1 吸附等温模型
        3.2.2 吸附动力学
    3.3 实验部分
        3.3.1 氧化石墨烯分散液的制备
        3.3.2 GO-4A纳米复合材料的制备
        3.3.3 绘制Cu²⁺标准曲线
        3.3.4 含Cu²⁺废水吸附实验
    3.4 实验结果与讨论
        3.4.1 不同投加量对含Cu²⁺废水吸附效果的影响
        3.4.2 不同pH值对Cu²⁺吸附效果的影响
        3.4.3 初始Cu²⁺浓度对吸附效果的影响
        3.4.4 不同吸附时间对Cu²⁺吸附效果的影响
    3.5 正交实验及响应曲面分析
        3.5.1 正交实验
        3.5.2 响应曲面分析
    3.6 GO-4A纳米复合材料对Cu²⁺的吸附等温模型和动力学分析
        3.6.1 复合材料对Cu²⁺的吸附等温线
        3.6.2 复合材料对Cu²⁺吸附的等温模型分析
        3.6.3 复合材料对Cu²⁺吸附的动力学分析
    3.7 GO-4A复合材料对Cu²⁺的再生性能研究
    3.8 本章小结
4 GO-4A对 Pb²⁺的最优吸附条件及吸附再生性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 氧化石墨烯分散液的制备
        4.2.2 GO-4A纳米复合材料的制备
        4.2.3 绘制Pb²⁺标准曲线
        4.2.4 含Pb²⁺废水吸附实验
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 不同投加量对含Pb²⁺废水吸附效果的影响
        4.3.2 不同pH值对Pb²⁺吸附效果的影响
        4.3.3 初始Pb²⁺浓度对吸附效果的影响
        4.3.4 不同吸附时间对Pb²⁺吸附效果的影响
    4.4 正交实验及响应曲面分析
        4.4.1 正交实验
        4.4.2 响应曲面分析
    4.5 GO-4A纳米复合材料对Pb²⁺的吸附吸附等温模型和动力学分析
        4.5.1 复合材料对Pb²⁺的吸附等温线
        4.5.2 复合材料对Pb²⁺吸附的吸附等温模型分析
        4.5.3 复合材料对Pb²⁺吸附的动力学分析
    4.6 GO-4A复合材料对Pb²⁺的再生性能研究
    4.7 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读学位期间发表学术论文清单
致谢



本文编号：3893695