粉煤灰/石墨烯复合材料的制备及其吸附性能的研究

发布时间：2021-01-11 22:02

　　随着时代的进步,经济和工业的发展,水污染给人们带来的影响也越来越凸显。污染废水中的染料和重金属离子对水体的破坏较大,而且会对环境和生物体造成严重的伤害。如何高效的去除污染废水中的染料以及重金属离子越来越值得人们思考和研究。吸附法具有较宽广的市场,其操作简单,成本较低且可处理很多难分解、剧毒性的废水,因此备受亲睐。实验首先对粉煤灰进行改性研究,采用氧化还原法进行多层石墨烯的制备。通过水热合成法和烧结法制备了 F/Gr、PEGF/Gr和PVPF/Gr。运用SEM、Raman、XRD、FT-IR和BET等手段对复合材料进行了表征。以F/Gr、PEG F/Gr和PVP F/Gr作为吸附剂,对亚甲基蓝及Cu2+进行吸附性能的研究。结果表明:（1）利用水热合成法和烧结法成功制备了 F/Gr,产物中石墨烯均匀包覆在粉煤灰表面,结构稳定。复合材料的比表面积为420.82 m2/g,且具有微孔和介孔结构。（2）以F/Gr对亚甲基蓝的吸附能力的差异作为研究对象。当pH值增大时它的吸附量随之增大,当pH值趋于中性时吸附趋于平衡;当F/Gr的用量为1mg/mL,去除率趋于稳定;当温度逐渐升高时F/Gr对亚甲基... 

【文章来源】：安徽理工大学安徽省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 水体污染概述
        1.1.1 染料污染现状
        1.1.2 染料污染的治理方法
            1.1.2.1 膜分离法
            1.1.2.2 化学氧化还原法
            1.1.2.3 吸附法
        1.1.3 重金属污染现状及危害
        1.1.4 重金属废水的处理技术
            1.1.4.1 絮凝法
            1.1.4.2 生物法
            1.1.4.3 离子交换法
            1.1.4.4 溶液萃取法
            1.1.4.5 吸附法
    1.2 粉煤灰概述
        1.2.1 粉煤灰的形成及性质
        1.2.2 粉煤灰组成及危害
        1.2.3 粉煤灰改性方法
            1.2.3.1 热改性粉煤灰
            1.2.3.2 酸改性粉煤灰
            1.2.3.3 碱改性粉煤灰
            1.2.3.4 微波活化改性粉煤灰
            1.2.3.5 表面活性剂改性粉煤灰
        1.2.4 粉煤灰的应用及研究现状
    1.3 石墨烯概述
        1.3.1 石墨烯的简介
        1.3.2 石墨烯的制备方法
            1.3.2.1 机械剥离法
            1.3.2.2 碳化硅（SiC）外延生长法
            1.3.2.3 化学氧化还原法
            1.3.2.4 液相分散法
            1.3.2.5 其他制备方法
        1.3.3 石墨烯的性能
        1.3.4 石墨烯的应用及研究现状
    1.4 石墨烯基复合材料制备方法
        1.4.1 共混法
        1.4.2 化学还原法
        1.4.3 水—溶剂热法
        1.4.4 溶胶—凝胶法
        1.4.5 电化学沉积法
    1.5 论文研究目的、内容及意义
第二章 实验部分
    2.1 实验试剂和仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验分析
        2.2.1 亚甲基蓝浓度标准曲线
        2.2.2 吸附量的计算
        2.2.3 吸附动力学研究
        2.2.4 吸附热力学研究
    2.3 粉煤灰的改性研究
        2.3.1 改性粉煤灰的制备
        2.3.2 改性粉煤灰的表征
        2.3.3 粉煤灰改性机理分析
第三章 粉煤灰/石墨烯复合材料的制备、表征及对亚甲基蓝的吸附性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验内容
        3.2.1 F/Gr的制备
            3.2.1.1 石墨烯的制备
            3.2.1.2 F/Gr的制备
        3.2.2 亚甲基蓝吸附实验
            3.2.2.1 pH值对F/Gr吸附亚甲基蓝的影响
            3.2.2.2 F/Gr用量对F/Gr吸附亚甲基蓝的影响
            3.2.2.3 吸附时间对F/Gr吸附亚甲基蓝的影响
            3.2.2.4 温度对F/Gr吸附亚甲基蓝的影响
            3.2.2.5 不同吸附剂对亚甲基蓝吸附性能的研究
    3.3 结果分析与讨论
        3.3.1 F/Gr的表征
            3.3.1.1 石墨烯的形貌和结构分析
            3.3.1.2 F/Gr的形貌分析
            3.3.1.3 F/Gr 的 XRD 表征
            3.3.1.4 F/Gr 的 FT-IR 表征
            3.3.1.5 F/Gr的比表面积分析
        3.3.2 外界条件对F/G吸附亚甲基蓝性能的影响
            3.3.2.1 溶液初始pH值对F/G吸附亚甲基蓝的影响
            3.3.2.2 F/Gr用量对F/Gr吸附亚甲基蓝的影响
            3.3.2.3 吸附时间和温度对F/Gr吸附亚甲基蓝的影响
            3.3.2.4 不同吸附剂对亚甲基蓝吸附性能的研究
            3.3.2.5 吸附动力学研究
            3.3.2.6 吸附热力学研究
    3.4 本章小结
2+的吸附性能研究">第四章 F/Gr的改性制备及其对Cu²⁺的吸附性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验内容
        4.2.1 石墨烯的分散处理
            4.2.1.1 实验步骤
            4.2.1.2 分散性能分析
        4.2.2 F/Gr的改性制备
2+吸附实验">        4.2.3 Cu²⁺吸附实验
2+的影响">            4.2.3.1 pH值对复合材料吸附Cu²⁺的影响
2+的影响">            4.2.3.2 复合材料用量对复合材料吸附Cu²⁺的影响
2+的影响">            4.2.3.3 吸附时间对复合材料吸附Cu²⁺的影响
2+溶液初始浓度对复合材料吸附Cu²⁺的影响">            4.2.3.4 Cu²⁺溶液初始浓度对复合材料吸附Cu²⁺的影响
    4.3 结果分析与讨论
        4.3.1 复合材料的表征
        4.3.2 吸附性能研究
2+的影响">            4.3.2.1 溶液初始pH值对复合材料吸附Cu²⁺的影响
2+的影响">            4.3.2.2 复合材料用量对复合材料吸附Cu²⁺的影响
2+的影响">            4.3.2.3 吸附时间对复合材料吸附Cu²⁺的影响
2+溶液初始浓度对复合材料吸附Cu²⁺的影响">            4.3.2.4 Cu²⁺溶液初始浓度对复合材料吸附Cu²⁺的影响
            4.3.2.5 吸附动力学研究
            4.3.2.6 等温吸附
    4.4 本章小结
第五章 实验机理分析
    5.1 材料合成机理分析
    5.2 吸附机理分析
        5.2.1 F/Gr吸附亚甲基蓝
2+">        5.2.2 PEG F/Gr和PVP F/Gr吸附Cu2+

第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯吸附材料的制备与应用研究进展[J]. 杨胜韬,赵连勤.  西南民族大学学报(自然科学版). 2014(02)
[2]改性石墨烯对水中亚甲基蓝的吸附性能研究[J]. 吴艳,罗汉金,王侯,张子龙,王灿,王雨微.  环境科学. 2013(11)
[3]石墨烯材料在重金属废水吸附净化中的应用[J]. 吴春来,樊静.  化工进展. 2013(11)
[4]改性粉煤灰及在废水中的应用[J]. 刘吉洲,韩斌,吕庆銮,满杰,郑伟.  化工时刊. 2013(09)
[5]采油废水粉煤灰处理技术研究[J]. 刘雪红.  化工管理. 2013(18)
[6]改进的水热法在无机非金属材料制备中的应用[J]. 吴健松,肖应凯,梁海群.  化学通报. 2012(04)
[7]水热法聚乙烯基吡咯烷酮表面修饰碳纳米管的研究[J]. 丁盛,马传国.  化工新型材料. 2011(11)
[8]氨基磺酸铵-细菌纤维素对Pb2+的吸附性能及机理[J]. 鲁敏,关晓辉,魏德洲,李彦英.  东北大学学报(自然科学版). 2011(07)
[9]乙醇胺功能化石墨烯的制备与表征[J]. 马文石,周俊文,林晓丹.  化学学报. 2011(12)
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博士论文
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硕士论文
[1]石墨烯基复合介孔材料的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能研究[D]. 罗玲玲.浙江师范大学 2014
[2]基于壳聚糖的磁性复合材料对苯酚和亚甲基蓝的吸附[D]. 张俊.湖南大学 2014
[3]粉煤灰对磺化腐植酸有机污染物的吸附性能研究[D]. 杨思齐.华北电力大学 2014
[4]粉煤灰优化改性及对Cr（Ⅵ）的吸附去除性能及机理研究[D]. 邓玮.广西大学 2013
[5]氧化石墨烯及其复合材料对重金属铜的吸附性能研究[D]. 武文琴.湖南大学 2013
[6]某污水处理厂不同处理工艺对污水净化与脱氮除磷效果的比较分析[D]. 马艳芳.湖南农业大学 2012



本文编号：2971557

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