γ-Fe 2 O 3 /石墨烯纳米复合材料的制备及对水中DFS和SMX的吸附研究

发布时间：2022-12-18 21:09

　　吸附法由于其操作简单、不易产生二次污染、污染物去除效率高等优势,被认为在去除医药品及个人护理品（PPCPs）等有机污染物方面具有很好的应用前景,而吸附法的关键就是制备简单,重复利用性好的高效吸附剂。因此,本课题基于吸附性能良好的新兴材料石墨烯,在改进了制备方法基础上,针对其难以分离回收的缺点进一步制备γ-Fe₂O₃/石墨烯纳米磁性复合材料作为吸附水中有机污染物的吸附剂。本课题首先通过改进氧化还原法制备了石墨烯,通过对其进行TEM、AFM、FTIR、XRD等表征观察并分析吸附剂的形貌和结构,结果表明实验成功制备了厚度在1.46nm左右片层比较均匀稳定的石墨烯,而且保留了多种表面官能团和活性位点。以亚甲基蓝为例研究石墨烯吸附效果,实验结果表明温度升高对吸附有促进作用,最大吸附量随温度升高而增大;pH增大时,脱色率增加,且初始浓度越高影响越明显,主要可能是偏碱性条件下吸附剂和吸附质间静电作用加强;随着初始浓度增加脱色率下降,但吸附量有所增大。吸附在180min左右达到平衡,反应符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型。在此基... 

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 PPCPs的危害及污染现状
        1.1.2 PPCPs的污染来源
        1.1.3 PPCPs的处理技术及研究进展
    1.2 主要吸附剂研究现状
        1.2.1 传统活性炭
        1.2.2 天然无机吸附剂
        1.2.3 天然有机吸附剂
        1.2.4 人工合成材料
    1.3 石墨烯
        1.3.1 石墨烯的简介
        1.3.2 石墨烯的制备方法
        1.3.3 石墨烯在环境污染治理方面的应用
    1.4 本文研究主要目的与内容
第2章 实验材料与方法
    2.1 实验材料和仪器
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 石墨烯的制备方法
        2.2.2 γ-Fe_2O_3/石墨烯纳米复合材料制备方法
        2.2.3 吸附剂的表征方法
        2.2.4 石墨烯吸附染料的实验方法
        2.2.5 γ-Fe_2O_3/石墨烯纳米复合材料吸附典型PPCPs的实验方法
第3章 石墨烯的制备表征及吸附效果研究
    3.1 引言
    3.2 吸附剂的制备
        3.2.1 氧化石墨烯的制备
        3.2.2 石墨烯的制备
    3.3 氧化石墨烯及石墨烯的表征及分析
        3.3.1 透射电子显微镜分析
        3.3.2 原子力显微镜分析
        3.3.3 傅立叶红外光谱分析
        3.3.4 X射线衍射分析
        3.3.5 拉曼光谱分析
    3.4 石墨烯吸附亚甲基蓝效果研究
        3.4.1 石墨烯对亚甲基蓝的吸附效率及最大吸附量
        3.4.2 初始pH对吸附性能的影响
        3.4.3 初始浓度对吸附效果的影响
        3.4.4 吸附温度对吸附效果的影响
        3.4.5 吸附动力学研究
        3.4.6 吸附热力学研究
    3.5 本章小结
第4章 γ-Fe_2O_3/石墨烯纳米复合材料的制备与表征
    4.1 引言
    4.2 石墨烯纳米复合材料的制备
    4.3 γ-Fe_2O_3/石墨烯纳米复合材料的表征及分析
        4.3.1 透射电子显微镜分析
        4.3.2 比表面积测试
        4.3.3 表面电荷特征分析
        4.3.4 扫描电子显微镜分析
        4.3.5 傅立叶红外光谱分析
        4.3.6 X射线衍射分析
        4.3.7 拉曼光谱分析
        4.3.8 X射线光电子能谱分析
        4.3.9 磁化曲线分析
    4.4 本章小结
第5章 γ-Fe_2O_3/石墨烯对典型PPCPS的吸附性能研究
    5.1 引言
    5.2 吸附效果的研究
        5.2.1 初始pH对吸附性能的影响
        5.2.2 时间对吸附效果的影响
        5.2.3 初始浓度对吸附效果的影响
        5.2.4 吸附动力学研究
        5.2.5 吸附热力学研究
        5.2.6 不同吸附材料的吸附效果对比
    5.3 吸附机理的探讨
    5.4 γ-Fe_2O_3/石墨烯纳米复合材料应急处理可行性分析
        5.4.1 应急处理背景
        5.4.2 γ-Fe_2O_3/石墨烯可循环利用性研究
        5.4.3 应急处理可行性分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]中国地表水环境中药物和个人护理品的研究进展[J]. 王丹,隋倩,赵文涛,吕树光,邱兆富,余刚.  科学通报. 2014(09)
[2]Structure and photocatalytic properties of TiO2-Graphene Oxide intercalated composite[J]. ZHANG Qiong,HE YunQiu,CHEN XiaoGang,HU DongHu,LI LinJiang,YIN Ting ＆ JI LingLi School of Materials Science and Engineering,Tongji University,Shanghai 200092,China.  Chinese Science Bulletin. 2011(03)
[3]药品及个人护理用品（PPCPs）的污染来源、环境残留及生态毒性[J]. 安婧,周启星.  生态学杂志. 2009(09)
[4]突发性水污染事故的应急处理[J]. 陆曦,梅凯.  中国给水排水. 2007(08)

博士论文
[1]UV/O3降解水中新兴微污染物的特性与机理研究[D]. 刘小为.哈尔滨工业大学 2012



本文编号：3722770