石墨烯基复合材料的制备及其电镀重金属废水资源化利用研究

发布时间：2020-06-18 07:45

【摘要】：基于快速分离电镀废水中重金属的考虑,采用溶剂热法一步合成了聚乙烯亚胺和四氧化三铁修饰的磁性石墨烯复合材料(TMGN),进一步在其上接枝聚天冬氨酸,形成富含胺基和羧基的、具有螯合功能的磁性石墨烯复合材料(TMGA)。采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等技术对材料进行了表征。结果表明:大量微米级球形的四氧化三铁颗粒均匀地分布在石墨烯表面;絮状聚合物覆盖在磁性石墨烯的表面。考察了TMGA对含铬(Ⅵ)废水的吸附处理性能。吸附过程为自发的吸热反应,符合准二阶动力学模型;在最佳条件下(pH 2.5,45℃,310 min),TMGA对铬(Ⅵ)的最大吸附量为165 mg/g。基于资源化利用电镀废水制备纳米电催化剂的考虑,采用共沉淀法,先合成磁性氧化石墨烯(CMGO);随后,通过酰胺化反应,在CMGO上依次接枝聚乙烯亚胺和聚天冬氨酸;形成的石墨烯复合材料(CMGA)除具备鳌合功能外,还具有良好的导电性。其后,以CMGA为载体,一定条件下,以模拟的电镀镍、锌和铬废水为原料,在CMGA表面共沉积二元和三元的Ni(Zn)/Cr层状复合金属氢氧化物(Ni/Cr-LDH/CMGA、Zn/Cr-LDH/CMGA和NiZn/Cr-LDH/CMGA);其后,再进行煅烧,获得相应的Ni(Zn)/Cr复合金属氧化物/石墨烯复合材料(Ni/Cr-LDO/CMGA、Zn/Cr-LDO/CMGA和NiZn/Cr-LDO/CMGA)。采用SEM、XRD、FT-IR和电化学等技术,对材料的结构和性能进行了表征。结果表明:CMGA上的三种LDHs均呈现良好的层状水滑石结构,且分布均匀;经煅烧后,获得的相应LDO均出现团聚。分别考察了上述材料对碱性溶液中苯酚和水溶性硫化物(S~(2-))的电催化氧化性能。和其它材料相比,Ni/Cr-LDO/CMGA对苯酚和S~(2-)的电催化氧化作用最强,氧化电位较低,峰电流较高。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TB33;X781.1
【图文】：

模型图,氧化石墨,模型图

第一章绪论氧化石墨，该方法可通过改变反应时间和氧化剂的加入量来控制石墨氧化程度1958 年，Hummer 等[30]将高氯酸钾替换为高锰酸钾，发烟硝酸替换为硝酸钠，浓硫酸体系里对石墨进行氧化反应，得到氧化程度更高的氧化石墨，同时避免了毒气体的产生。近年来，Marcano 等[31]对 Hummer 法进行了改进，在浓硫酸、浓酸和高锰酸钾的混合体系里，制备出了氧化石墨烯，获得的氧化石墨烯氧化程度片状结构大。

效果图,磁分离,吸附铬,效果图

合肥工业大学专业硕士研究生学位论文中，六价铬与二苯碳酰二肼反应生成紫红色化合物。于测定。结果与讨论析（Ⅵ）溶液中吸附剂 TMGA 的磁分离图。由图可见：浮在铬（Ⅵ）废液中（可和重金属离子充分接触），利个外磁铁靠近时，分散在电镀铬废液中的 TMGA 吸附到瓶壁，整个分离过程仅需 30s 左右。该简单的磁分离的磁性，可作为磁性吸附剂来富集大量水溶液中的污

【参考文献】