一步法合成粘土/炭纳米复合材料及其吸附性能的研究
发布时间：2021-05-08 07:43
本文以自然界中广泛存在的粘土矿物为模板,以纤维素、壳聚糖、葡萄糖、淀粉为碳源,通过一步活化法制备粘土/炭纳米复合材料,探讨了活化工艺条件对粘土/炭吸附性能的影响,并着重探讨了粘土/炭的选择吸附性能,主要内容如下：（1）以壳聚糖为碳源,ZnCl2为活化剂,一步法制备埃洛石/炭纳米复合材料。采用傅立叶变换红外（FTIR）光谱仪、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）仪和比表面积分析仪（BET）对材料结构进行了表征,结果证明制备的材料具有微孔结构,且表面含有大量有机官能团。探讨了埃洛石/炭对苯甲酰甲酸的吸附行为和机理。研究表明苯甲酰甲酸在埃洛石/炭上的最大吸附容量高达95 mg/g,相比于未改性埃洛石其值提高了近10倍。埃洛石/炭对苯甲酰甲酸的吸附行为符合Langmuir模型。苯甲酰甲酸在埃洛石/炭表面上的吸附速率较快,在30 min时即可达到吸附平衡,并符合准二级吸附动力学模型。在298 K-318 K范围内,计算出了热力学参数AG（?）、△H（?）和△S（?）的值,△G（?）和△H（?）均为负值,表明该吸附过程是自发、放热过程。（2）以纤维素为碳源、ZnCl
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 粘土矿物的性质及应用
1.1.1 埃洛石
1.1.2 海泡石
1.1.3 蒙脱石
1.1.4 凹凸棒石
1.2 粘土改性的方法及其在污水处理中的应用
1.2.1 水污染现状及处理方法
1.2.2 粘土的改性方法
1.2.3 改性粘土在污水处理中的应用
1.3 活化法制备粘土/炭复合材料
1.3.1 一步活化法的原理
1.3.2 生物质碳源成碳
1.3.3 一步活化法合成无机炭材料
1.4 选择吸附性
1.4.1 通过对吸附剂表面官能团的控制
1.4.2 通过对吸附剂表面电荷的控制
1.4.3 通过对吸附剂孔径和分子量的选择
1.5 研究思路和内容
1.5.1 研究思路
1.5.2 研究内容
第二章 实验原料、仪器及表征分析
2.1 实验原料、仪器及仪器
2.2 分析表征
2.2.1 X-射线衍射(XRD)
2.2.2 傅里叶红外光谱分析(FTIR)
2.2.3 场发射扫描电子显微镜(FESEM)
2.2.4 场发射透射电子显微镜(FETEM)
2.2.5 元素分析(EA)
2.2.6 比表面积及孔隙分析(BET)
2.2.7 Zeta电位仪
2.2.8 紫外漫反射分光光度计
2.2.9 pH计
2.3 吸附性能的测定分析
2.3.1 苯甲酰甲酸
2.3.2 孔雀石绿
2.3.3 亚甲基蓝
2.3.4 品红
2.3.5 甲基橙
2.3.6 刚果红
2.3.7 氨基黑-10B
2.3.8 考马斯亮蓝
2.3.9 重铬酸钾
第三章 以壳聚糖为碳源活化制备埃洛石/炭纳米复合材料及其对苯甲酰甲酸的吸附性能
3.1 引言
3.2. 实验部分
3.2.1 埃洛石/炭(壳聚糖碳源)复合材料的制备
3.2.2 苯甲酰甲酸吸附
3.3 结果与讨论
3.3.1 正交实验结果分析
3.3.2 埃洛石/炭(壳聚糖碳源)复合材料的结构表征
3.3.3 吸附等温线
3.3.4 吸附动力学
3.3.5 吸附热力学
3.4 本章小结
第四章 以纤维素为碳源活化制备埃洛石/炭纳米复合材料及其对染料的选择性吸附
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 埃洛石/炭(纤维素碳源)复合材料的制备
4.2.2 埃洛石/炭(纤维素碳源)复合材料对染料的吸附
4.2.3 pH值对吸附的影响
4.3 结果与讨论
4.3.1 埃洛石/炭(纤维素碳源)纳米复合材料的结构表征
4.3.2 单一染料吸附
4.3.3 混合染料吸附
4.3.4 pH值对吸附的影响
4.4 本章小结
第五章 几种粘土/炭复合材料的制备及其对重铬酸钾的吸附性能
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 粘土/炭纳米复合材料的制备
5.2.2 粘土/炭对重铬酸钾的吸附实验
5.3 结果与讨论
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]微生物处理环境中重金属铬的研究进展[J]. 翟硕莉,魏淑珍,王悦,张秀丰. 衡水学院学报. 2015(04)
[2]Activated carbon coated palygorskite as adsorbent by activation and its adsorption for methylene blue[J]. Xianlong Zhang,Liping Cheng,Xueping Wu,Yingzhao Tang,Yucheng Wu. Journal of Environmental Sciences. 2015(07)
[3]凹凸棒石/炭对低浓度亚甲基蓝的吸附性能（英文）[J]. 吴雪平,徐艳青,张先龙,吴玉程,高鹏. 新型炭材料. 2015(01)
[4]使用铝镁层状氢氧化物处理污水中Cr6+的研究[J]. 王开花. 内蒙古石油化工. 2014(03)
[5]改性蒙脱石吸附降解硝酸根离子的研究[J]. 苏凯,贺玉龙,杨立中. 矿物岩石. 2013(03)
[6]六价铬污染地下水和重铬酸钾染毒对小鼠肝脏和血糖的影响及维生素C的干预作用[J]. 李丹,柳晓琳. 环境与健康杂志. 2012(08)
[7]蒙脱石红移、蓝移及水化特征的谱学分析[J]. 孙红娟,彭同江,刘颖. 矿物岩石. 2006(03)
[8]改性凹凸棒石及在废水处理中的应用[J]. 王九思,李静萍,郝艳玲. 天水师范学院学报. 2005(05)
[9]电镀重金属废水治理技术的发展现状（Ⅱ）[J]. 李健,张惠源,尔丽珠. 电镀与精饰. 2003(04)
硕士论文
[1]海泡石的活化及其对苯乙烯的吸附性能的研究[D]. 杨斌彬.河北科技大学 2012
本文编号：3174953
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 粘土矿物的性质及应用
1.1.1 埃洛石
1.1.2 海泡石
1.1.3 蒙脱石
1.1.4 凹凸棒石
1.2 粘土改性的方法及其在污水处理中的应用
1.2.1 水污染现状及处理方法
1.2.2 粘土的改性方法
1.2.3 改性粘土在污水处理中的应用
1.3 活化法制备粘土/炭复合材料
1.3.1 一步活化法的原理
1.3.2 生物质碳源成碳
1.3.3 一步活化法合成无机炭材料
1.4 选择吸附性
1.4.1 通过对吸附剂表面官能团的控制
1.4.2 通过对吸附剂表面电荷的控制
1.4.3 通过对吸附剂孔径和分子量的选择
1.5 研究思路和内容
1.5.1 研究思路
1.5.2 研究内容
第二章 实验原料、仪器及表征分析
2.1 实验原料、仪器及仪器
2.2 分析表征
2.2.1 X-射线衍射(XRD)
2.2.2 傅里叶红外光谱分析(FTIR)
2.2.3 场发射扫描电子显微镜(FESEM)
2.2.4 场发射透射电子显微镜(FETEM)
2.2.5 元素分析(EA)
2.2.6 比表面积及孔隙分析(BET)
2.2.7 Zeta电位仪
2.2.8 紫外漫反射分光光度计
2.2.9 pH计
2.3 吸附性能的测定分析
2.3.1 苯甲酰甲酸
2.3.2 孔雀石绿
2.3.3 亚甲基蓝
2.3.4 品红
2.3.5 甲基橙
2.3.6 刚果红
2.3.7 氨基黑-10B
2.3.8 考马斯亮蓝
2.3.9 重铬酸钾
第三章 以壳聚糖为碳源活化制备埃洛石/炭纳米复合材料及其对苯甲酰甲酸的吸附性能
3.1 引言
3.2. 实验部分
3.2.1 埃洛石/炭(壳聚糖碳源)复合材料的制备
3.2.2 苯甲酰甲酸吸附
3.3 结果与讨论
3.3.1 正交实验结果分析
3.3.2 埃洛石/炭(壳聚糖碳源)复合材料的结构表征
3.3.3 吸附等温线
3.3.4 吸附动力学
3.3.5 吸附热力学
3.4 本章小结
第四章 以纤维素为碳源活化制备埃洛石/炭纳米复合材料及其对染料的选择性吸附
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 埃洛石/炭(纤维素碳源)复合材料的制备
4.2.2 埃洛石/炭(纤维素碳源)复合材料对染料的吸附
4.2.3 pH值对吸附的影响
4.3 结果与讨论
4.3.1 埃洛石/炭(纤维素碳源)纳米复合材料的结构表征
4.3.2 单一染料吸附
4.3.3 混合染料吸附
4.3.4 pH值对吸附的影响
4.4 本章小结
第五章 几种粘土/炭复合材料的制备及其对重铬酸钾的吸附性能
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 粘土/炭纳米复合材料的制备
5.2.2 粘土/炭对重铬酸钾的吸附实验
5.3 结果与讨论
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]微生物处理环境中重金属铬的研究进展[J]. 翟硕莉,魏淑珍,王悦,张秀丰. 衡水学院学报. 2015(04)
[2]Activated carbon coated palygorskite as adsorbent by activation and its adsorption for methylene blue[J]. Xianlong Zhang,Liping Cheng,Xueping Wu,Yingzhao Tang,Yucheng Wu. Journal of Environmental Sciences. 2015(07)
[3]凹凸棒石/炭对低浓度亚甲基蓝的吸附性能（英文）[J]. 吴雪平,徐艳青,张先龙,吴玉程,高鹏. 新型炭材料. 2015(01)
[4]使用铝镁层状氢氧化物处理污水中Cr6+的研究[J]. 王开花. 内蒙古石油化工. 2014(03)
[5]改性蒙脱石吸附降解硝酸根离子的研究[J]. 苏凯,贺玉龙,杨立中. 矿物岩石. 2013(03)
[6]六价铬污染地下水和重铬酸钾染毒对小鼠肝脏和血糖的影响及维生素C的干预作用[J]. 李丹,柳晓琳. 环境与健康杂志. 2012(08)
[7]蒙脱石红移、蓝移及水化特征的谱学分析[J]. 孙红娟,彭同江,刘颖. 矿物岩石. 2006(03)
[8]改性凹凸棒石及在废水处理中的应用[J]. 王九思,李静萍,郝艳玲. 天水师范学院学报. 2005(05)
[9]电镀重金属废水治理技术的发展现状（Ⅱ）[J]. 李健,张惠源,尔丽珠. 电镀与精饰. 2003(04)
硕士论文
[1]海泡石的活化及其对苯乙烯的吸附性能的研究[D]. 杨斌彬.河北科技大学 2012
本文编号：3174953
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3174953.html
