石墨烯/介孔二氧化硅纳米复合材料的制备及其吸附性能研究

发布时间：2023-03-11 21:21

　　石墨烯由于具备比表面积大、机械强度大、导热系数大以及良好的光热性能等诸多优点,在电极材料、吸附材料等领域有着潜在的应用前景,因此成为人们的关注热点；而介孔二氧化硅不仅拥有极好的亲水性能,其多孔结构为该材料在不同领域的应用埋下伏笔。本文采用简单的方法制备了两种介孔三明治结构的石墨烯/介孔二氧化硅复合材料,并研究了其对亚甲蓝的吸附性能,具体内容如下：1.三明治结构GO@mSiO2的制备及其对亚甲蓝吸附性能的研究。以氧化石墨烯为基底材料,在氧化石墨烯表面包覆介孔二氧化硅,形成具有三明治结构GO@mSiO2复合纳米材料。采用多种分析手段对材料结构进行表征。该材料厚度约为9 nm,具有较大的比表面积(634 m2/g),孔径约为2.8 nm同时该材料具有较好的光热性能。研究了GO@mSiO2对亚甲蓝溶液的吸附性能,考察了亚甲蓝溶液的pH值、亚甲蓝溶液的浓度以及不同的温度对吸附性能的影响。在pH为4的时候,最大吸附量(qe)可达305.3 mg/g,吸附效率(E)达到93%。随着亚甲蓝浓度的增加,吸附效率逐渐变小,最大吸附量逐渐升高。随着温度的升高,吸附性能逐渐降低。同时,该材料具有较好的循环使用...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 吸附剂概述
    1.2 碳材料吸附剂
        1.2.1 活性炭吸附剂
        1.2.2 碳纳米管吸附剂
    1.3 石墨烯吸附剂
        1.3.1 石墨烯制备
            1.3.1.1 化学还原法
            1.3.1.2 水热还原、溶剂热还原
            1.3.1.3 电化学还原
        1.3.2 吸附原理
    1.4 金属氧化物/石墨烯复合物
    1.5 介孔二氧化硅
    1.6 多功能纳米材料
    1.7 本论文研究的目的、意义和主要内容
        1.7.1 本论文研究的目的和意义
        1.7.2 本论文研究的主要内容
第二章 三明治结构GO@mSiO₂吸附剂的制备和性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂与仪器
        2.2.2 材料的制备
            2.2.2.1 氧化石墨烯的制备
            2.2.2.2 GO@mSiO₂复合材料的制备
        2.2.3 材料的表征方法
        2.2.4 GO@mSiO₂吸附性能研究
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 GO和GO@mSiO₂的表征
        2.3.2 GO@mSiO₂材料对亚甲蓝溶液吸附性能的研究
            2.3.2.1 不同pH值对吸附性能的影响
            2.3.2.2 亚甲蓝浓度对吸附性能的影响
            2.3.2.3 GO@mSiO₂对亚甲蓝吸附动力学研究
            2.3.2.4 温度对GO@mSiO₂吸附亚甲蓝的影响
            2.3.2.5 GO@mSiO₂吸附亚甲蓝热力学研究
            2.3.2.6 GO@mSiO₂光热性能研究
            2.3.2.7 GO@mSiO₂循环使用性能研究
    2.4 本章小结
第三章 三明治结构Fe₃O₄/GO@mSiO₂吸附剂的制备及性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂与仪器
        3.2.2 材料的制备
            3.2.2.1 氧化石墨烯的制备
            3.2.2.2 Fe₃O₄/GO复合材料的制备
            3.2.2.3 Fe₃O₄/GO@mSiO₂复合材料的制备
        3.2.3 材料的表征方法
        3.2.4 Fe₃O₄/GO@mSiO₂介孔材料吸附性能研究
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 反应条件对Fe₃O₄/GO@mSiO₂材料形貌的影响
        3.3.2 Fe₃O₄/GO@mSiO₂对亚甲蓝吸附性能的研究
            3.3.2.1 pH值对吸附性能的影响
            3.3.2.2 亚甲蓝浓度对吸附的影响
            3.3.2.3 Fe₃O₄/GO@mSiO₂对亚甲蓝吸附动力学研究
            3.3.2.4 温度对Fe₃O₄/GO@mSiO₂吸附亚甲蓝的影响
            3.3.2.5 Fe₃O₄/GO@mSiO₂吸附亚甲蓝热力学研究
            3.3.2.6 Fe₃O₄/GO@mSiO₂光热性能研究
            3.3.2.7 Fe₃O₄/GO@mSiO₂循环使用性能研究
    3.4 本章小结
第四章 结论
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者和导师简介
附件



本文编号：3760270