功能化氧化石墨烯复合材料的制备及其对污染物吸附研究
发布时间：2024-02-15 17:18
人类活动向环境中释放了大量的污染物,这些污染物会通过食物链等各种方式进入到人体中,对人类健康构成严重威胁。其中由工业活动所排放的各种有毒化学品,如重金属和有机化合物等引起的水污染问题尤为突出。因此,制备用于去除水中重金属和有机化合物等污染物的高效吸附剂是目前研究的热点。氧化石墨烯(Granphene oxide,GO)是一种新型的碳纳米材料和重要的石墨烯衍生物,具有层片状结构、大比表面积、良好的分散性和丰富的含氧官能团,这促进了GO作为复合材料支撑材料的应用。本论文制备了多种功能化GO复合材料,对所得的样品做了大量的表征分析,并利用静态吸附实验研究了三种功能化GO复合材料从水溶液中去除污染物的性能。本论文主要的研究内容如下:(1)采用原位生长法制备了由β-环糊精修饰GO的复合材料(β-CD-GO),并用于吸附无机重金属离子(Pb(Ⅱ))和有机污染物(1-naphthol)。考察了不同环境因素影响下β-CD-GO的吸附性能。吸附动力学显示Pb(Ⅱ)和1-naphthol在β-CD-GO上的吸附遵循准二级动力学模型,表明化学吸附是速率限制的主要因素。在303 K温度时,利用Langmuir...
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 环境污染物的污染概况
1.2.1 重金属污染现状
1.2.2 有机物污染现状
1.2.3 环境污染物的有效处理技术
1.3 氧化石墨烯材料在环境污染物去除中的应用
1.3.1 石墨烯概述
1.3.2 氧化石墨烯简介
1.3.3 氧化石墨烯的制备
1.3.4 氧化石墨烯结构和性能
1.3.5 氧化石墨烯基复合材料去除环境中污染物的研究进展
1.3.6 目前研究中存在的问题
1.4 论文研究意义及其主要内容
1.4.1 论文研究意义
1.4.2 论文主要内容
第2章 固-液界面的吸附原理和主要分析方法
2.1 固液界面吸附的原理
2.1.1 吸附的基本理论
2.1.2 物理吸附
2.1.3 化学吸附
2.2 影响固-液界面吸附的主要因素
2.2.1 吸附剂的性质
2.2.2 吸附质的特征
2.2.3 实验条件
2.3 固-液界面的宏观吸附
2.3.1 吸附动力学
2.3.2 吸附模型
2.3.3 热力学研究
第3章 β-环糊精功能化氧化石墨烯高效吸附水溶液中的Pb(Ⅱ)和1-naphthol
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂和仪器
3.2.2 GO的合成
3.2.3 β-CD-GO的合成
3.2.4 表征实验
3.2.5 静态吸附实验
3.3 结果和讨论
3.3.1 表征分析
3.3.2 时间的影响和动力学分析
3.3.3 pH值与离子强度的影响
3.3.4 吸附等温线
3.3.5 吸附温度和热力学研究的影响
3.3.6 吸附机理
第4章 聚多巴胺/水杨醛肟功能化磁性石墨烯复合材料对水中Pb(Ⅱ)的强化去除
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂和仪器
4.2.2 MGO的合成
4.2.3 MGO-PDA/oxime的合成
4.2.4 表征实验
4.2.5 静态吸附实验
4.2.6 循环吸附实验
4.3 结果和讨论
4.3.1 表征结果
4.3.2 不同多巴胺与水杨醛肟质量比下制备的MGO-PDA/oxime复合材料对Pb(Ⅱ)离子的吸附
4.3.3 时间的影响和动力学分析
4.3.4 pH值的影响
4.3.5 吸附等温线
4.3.6 吸附温度和热力学研究的影响
4.3.7 吸附机理
4.3.8 MGO-PDA/oxime-2的循环利用
4.4 本章小结
第5章 Fe3O4@GO@ZIF-8纳米复合材料的制备及其对砷废物的高吸附分离
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验试剂和仪器
5.2.2 Fe3O4的制备
5.2.3 Fe3O4@GO的制备
5.2.4 Fe3O4@GO@ZIF-8的制备
5.2.5 表征实验
5.2.6 静态吸附实验
5.2.7 循环吸附实验
5.3 结果和讨论
5.3.1 表征结果
5.3.2 时间的影响和动力学分析
5.3.3 pH值的影响
5.3.4 吸附等温线
5.3.5 吸附温度和热力学研究的影响
5.3.6 吸附机理
5.3.7 Fe3O4@GO@ZIF-8的循环利用
5.4 本章小结
第6章 全文总结与展望
6.1 本文总结
6.2 论文创新点
6.3 论文展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文
本文编号：3900055
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【学位级别】：博士
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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 环境污染物的污染概况
1.2.1 重金属污染现状
1.2.2 有机物污染现状
1.2.3 环境污染物的有效处理技术
1.3 氧化石墨烯材料在环境污染物去除中的应用
1.3.1 石墨烯概述
1.3.2 氧化石墨烯简介
1.3.3 氧化石墨烯的制备
1.3.4 氧化石墨烯结构和性能
1.3.5 氧化石墨烯基复合材料去除环境中污染物的研究进展
1.3.6 目前研究中存在的问题
1.4 论文研究意义及其主要内容
1.4.1 论文研究意义
1.4.2 论文主要内容
第2章 固-液界面的吸附原理和主要分析方法
2.1 固液界面吸附的原理
2.1.1 吸附的基本理论
2.1.2 物理吸附
2.1.3 化学吸附
2.2 影响固-液界面吸附的主要因素
2.2.1 吸附剂的性质
2.2.2 吸附质的特征
2.2.3 实验条件
2.3 固-液界面的宏观吸附
2.3.1 吸附动力学
2.3.2 吸附模型
2.3.3 热力学研究
第3章 β-环糊精功能化氧化石墨烯高效吸附水溶液中的Pb(Ⅱ)和1-naphthol
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂和仪器
3.2.2 GO的合成
3.2.3 β-CD-GO的合成
3.2.4 表征实验
3.2.5 静态吸附实验
3.3 结果和讨论
3.3.1 表征分析
3.3.2 时间的影响和动力学分析
3.3.3 pH值与离子强度的影响
3.3.4 吸附等温线
3.3.5 吸附温度和热力学研究的影响
3.3.6 吸附机理
第4章 聚多巴胺/水杨醛肟功能化磁性石墨烯复合材料对水中Pb(Ⅱ)的强化去除
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂和仪器
4.2.2 MGO的合成
4.2.3 MGO-PDA/oxime的合成
4.2.4 表征实验
4.2.5 静态吸附实验
4.2.6 循环吸附实验
4.3 结果和讨论
4.3.1 表征结果
4.3.2 不同多巴胺与水杨醛肟质量比下制备的MGO-PDA/oxime复合材料对Pb(Ⅱ)离子的吸附
4.3.3 时间的影响和动力学分析
4.3.4 pH值的影响
4.3.5 吸附等温线
4.3.6 吸附温度和热力学研究的影响
4.3.7 吸附机理
4.3.8 MGO-PDA/oxime-2的循环利用
4.4 本章小结
第5章 Fe3O4@GO@ZIF-8纳米复合材料的制备及其对砷废物的高吸附分离
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验试剂和仪器
5.2.2 Fe3O4的制备
5.2.3 Fe3O4@GO的制备
5.2.4 Fe3O4@GO@ZIF-8的制备
5.2.5 表征实验
5.2.6 静态吸附实验
5.2.7 循环吸附实验
5.3 结果和讨论
5.3.1 表征结果
5.3.2 时间的影响和动力学分析
5.3.3 pH值的影响
5.3.4 吸附等温线
5.3.5 吸附温度和热力学研究的影响
5.3.6 吸附机理
5.3.7 Fe3O4@GO@ZIF-8的循环利用
5.4 本章小结
第6章 全文总结与展望
6.1 本文总结
6.2 论文创新点
6.3 论文展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文
本文编号：3900055
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