氧化石墨烯介孔硅复合材料对重金属的吸附研究
本文选题:氧化石墨烯 切入点:介孔材料 出处:《西北师范大学》2015年硕士论文
【摘要】:自2004年首次报道独立存在的石墨烯以来,它在力学、热学、电学、光学等方面的优异性能,使之迅速成为目前材料科学和化学物理研究的一个热点,其超大的比表面积和独特的二维晶体结构,使其成为一种很有前景的吸附材料,在未来的环境与生物分析中可能发挥重要作用。本论文主要研究了氧化石墨烯、氧化石墨烯介孔硅复合材料的制备,并考察了其对环境水样中重金属的吸附性能。主要内容如下:本文通过Hummers法制备氧化石墨烯,将其分散于蒸馏水中进行超声处理制备氧化石墨烯分散液(GO)。用溶胶-凝胶法和自组装法用P123作模板剂,以TEOS作硅源,氧化石墨烯为添加剂,制备具有二维介孔结构和较大比表面积的氧化石墨烯介孔硅复合材料(GO-OMS)。采用小角X射线衍射法(SAXRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)和氮气的吸附-脱附对氧化石墨烯(GO)及其复合材料(GO-OMS)进行结构表征和性能测试。用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)检测此复合材料作为吸附剂去除环境水样中重金属的能力。实验结果表明,此复合材料具有优越的吸附能力,对砷、镉、铬、汞和铅的吸附分别达到了97.7%,96.9%,96.0%,98.5%和78.7%。本论文中使用的低成本、环境友好的合成方法及高效的吸附能力使其成为去除废水中重金属的一种有潜力的吸附剂。
[Abstract]:Since it was first reported in 2004 that graphene exists independently, its excellent mechanical, thermal, electrical and optical properties have rapidly become a hot spot in material science and chemical physics. Its large specific surface area and unique two-dimensional crystal structure make it a promising adsorption material, which may play an important role in environmental and biological analysis in the future. The preparation of graphene oxide mesoporous silicon composite and its adsorption properties for heavy metals in environmental water samples were investigated. The main contents are as follows: in this paper, graphene oxide was prepared by Hummers method. The dispersions of graphene oxide were prepared by ultrasonic treatment in distilled water. Using sol-gel method and self-assembly method, P123 was used as template, TEOS as silicon source and graphene oxide as additive. Graphene oxide mesoporous silicon composites with two-dimensional mesoporous structure and large specific surface area were prepared. The adsorption-desorption oxidation of graphite oxide mesoporous silicon composites was studied by means of small angle X-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscope (TEM) and nitrogen adsorption-desorption. The structure and properties of GO-OMS) and its composite material (GO-OMS) were characterized. ICP-MS was used to test the ability of the composite to remove heavy metals from environmental water samples as adsorbent. The adsorption of arsenic, cadmium, chromium, mercury and lead on this composite has reached 97.7% and 98.5% for arsenic, cadmium, chromium, mercury and lead, respectively. The environmentally friendly synthesis method and its high adsorption capacity make it a potential adsorbent for the removal of heavy metals in wastewater.
【学位授予单位】:西北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB33;O647.3
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 ;科学家首次用纳米管制造出石墨烯带[J];电子元件与材料;2009年06期
2 ;石墨烯研究取得系列进展[J];高科技与产业化;2009年06期
3 ;新材料石墨烯[J];材料工程;2009年08期
4 ;日本开发出在蓝宝石底板上制备石墨烯的技术[J];硅酸盐通报;2009年04期
5 马圣乾;裴立振;康英杰;;石墨烯研究进展[J];现代物理知识;2009年04期
6 傅强;包信和;;石墨烯的化学研究进展[J];科学通报;2009年18期
7 ;纳米中心石墨烯相变研究取得新进展[J];电子元件与材料;2009年10期
8 徐秀娟;秦金贵;李振;;石墨烯研究进展[J];化学进展;2009年12期
9 张伟娜;何伟;张新荔;;石墨烯的制备方法及其应用特性[J];化工新型材料;2010年S1期
10 万勇;马廷灿;冯瑞华;黄健;潘懿;;石墨烯国际发展态势分析[J];科学观察;2010年03期
相关会议论文 前10条
1 成会明;;石墨烯的制备与应用探索[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
2 钱文;郝瑞;侯仰龙;;液相剥离制备高质量石墨烯及其功能化[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年
3 张甲;胡平安;王振龙;李乐;;石墨烯制备技术与应用研究的最新进展[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第3分册)[C];2010年
4 赵东林;白利忠;谢卫刚;沈曾民;;石墨烯的制备及其微波吸收性能研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
5 沈志刚;李金芝;易敏;;射流空化方法制备石墨烯研究[A];颗粒学最新进展研讨会——暨第十届全国颗粒制备与处理研讨会论文集[C];2011年
6 王冕;钱林茂;;石墨烯的微观摩擦行为研究[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
7 赵福刚;李维实;;树枝状结构功能化石墨烯[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
8 吴孝松;;碳化硅表面的外延石墨烯[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
9 周震;;后石墨烯和无机石墨烯材料:计算与实验的结合[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
10 周琳;周璐珊;李波;吴迪;彭海琳;刘忠范;;石墨烯光化学修饰及尺寸效应研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
相关重要报纸文章 前10条
1 姚耀;石墨烯研究取得系列进展[N];中国化工报;2009年
2 刘霞;韩用石墨烯制造出柔性透明触摸屏[N];科技日报;2010年
3 记者 王艳红;“解密”石墨烯到底有多奇妙[N];新华每日电讯;2010年
4 本报记者 李好宇 张們捷(实习) 特约记者 李季;石墨烯未来应用的十大猜想[N];电脑报;2010年
5 证券时报记者 向南;石墨烯贵过黄金15倍 生产不易炒作先行[N];证券时报;2010年
6 本报特约撰稿 吴康迪;石墨烯 何以结缘诺贝尔奖[N];计算机世界;2010年
7 记者 谢荣 通讯员 夏永祥 陈海泉 张光杰;石墨烯在泰实现产业化[N];泰州日报;2010年
8 本报记者 纪爱玲;石墨烯:市场未启 炒作先行[N];中国高新技术产业导报;2011年
9 周科竞;再说石墨烯的是与非[N];北京商报;2011年
10 王小龙;新型石墨烯材料薄如纸硬如钢[N];科技日报;2011年
相关博士学位论文 前10条
1 吕敏;双层石墨烯的电和磁响应[D];中国科学技术大学;2011年
2 罗大超;化学修饰石墨烯的分离与评价[D];北京化工大学;2011年
3 唐秀之;氧化石墨烯表面功能化修饰[D];北京化工大学;2012年
4 王崇;石墨烯中缺陷修复机理的理论研究[D];吉林大学;2013年
5 盛凯旋;石墨烯组装体的制备及其电化学应用研究[D];清华大学;2013年
6 姜丽丽;石墨烯及其复合薄膜在电极材料中的研究[D];西南交通大学;2015年
7 姚成立;多级结构石墨烯/无机非金属复合材料的仿生合成及机理研究[D];安徽大学;2015年
8 伊丁;石墨烯吸附与自旋极化的第一性原理研究[D];山东大学;2015年
9 梁巍;基于石墨烯的氧还原电催化剂的理论计算研究[D];武汉大学;2014年
10 王义;石墨烯的模板导向制备及在电化学储能和肿瘤靶向诊疗方面的应用[D];复旦大学;2014年
相关硕士学位论文 前10条
1 詹晓伟;碳化硅外延石墨烯以及分子动力学模拟研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 王晨;石墨烯的微观结构及其对电化学性能的影响[D];北京化工大学;2011年
3 苗伟;石墨烯制备及其缺陷研究[D];西北大学;2011年
4 蔡宇凯;一种新型结构的石墨烯纳米器件的研究[D];南京邮电大学;2012年
5 金丽玲;功能化石墨烯的酶学效应研究[D];苏州大学;2012年
6 黄凌燕;石墨烯拉伸性能与尺度效应的研究[D];华南理工大学;2012年
7 刘汝盟;石墨烯热振动分析[D];南京航空航天大学;2012年
8 雷军;碳化硅上石墨烯的制备与表征[D];西安电子科技大学;2012年
9 于金海;石墨烯的非共价功能化修饰及载药系统研究[D];青岛科技大学;2012年
10 李晶;高分散性石墨烯的制备[D];上海交通大学;2013年
,本文编号:1693187
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/1693187.html