还原条件下氧化石墨烯对铅离子吸附/解吸附性能的研究
发布时间:2021-01-10 12:13
近年来,一种新颖的碳纳米吸附材料,氧化石墨烯(GO,Graphene oxide)及其衍生合成物,对水中多种重金属离子表现出强大的吸附能力。氧化石墨烯是石墨在强氧化剂作用下基片层间键断裂形成的单层或多层片状纳米材料,经过强氧化作用后在GO片层表面及边缘存在大量的羰基(C=O)、羧基(O-C=O)、羟基(C-O)、环氧基(-O-)等含氧官能团,氧化石墨烯的强吸附能力就主要依靠这些含氧官能团与水中重金属离子之间的络合作用而完成的。氧化石墨烯可以通过多种方式被还原为还原氧化石墨烯(rGO,reduced Graphene Oxide),还原过程的显著特征是GO表面部分含氧官能团的消失,因此GO还原前后的吸附能力存在差异,尽管氧化石墨烯还原的方法很多,但其中厌氧条件下微生物还原GO为rGO的过程更具有环境普遍性,基于GO吸附重金属离子处理技术的适用性考虑,有必要对GO材料本身、以及附着重金属离子的GO在典型还原条件的重金属吸附以及解吸附特征进行研究。针对地下水还原条件下附着铅离子氧化石墨烯(GO)纳米颗粒的环境稳定性,本实验以三大有毒重金属之一的铅为目标污染物,通过在厌氧条件下投加硫化物模拟地...
【文章来源】:西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】:62 页
【学位级别】:硕士
【文章目录】:
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 概述
1.2 铅
1.2.1 铅污染的来源
1.2.2 铅污染的危害
1.2.3 铅的污染现状
1.3 氧化石墨烯的简介
1.3.1 氧化石墨烯的结构
1.3.2 氧化石墨烯的制备方法
1.3.3 氧化石墨烯的性能
1.4 还原氧化石墨烯的简介
1.4.1 还原氧化石墨烯的方法
1.4.2 还原氧化石墨烯的结构及性能的变化
1.5 氧化石墨烯及还原氧化石墨烯吸附和解吸附性能
1.5.1 氧化石墨烯的吸附性能
1.5.2 还原氧化石墨烯的吸附性能
1.5.3 解吸附机理
1.6 课题研究的目的、内容及意义
1.6.1 课题研究目的
1.6.2 课题研究内容
1.6.3 课题研究意义
2 实验材料与方法
2.1 实验材料及设备与实验前处理
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验设备
2.1.3 实验前处理
2.2 实验方法
2.2.1 吸附动力学实验
2.2.2 吸附等温实验
2.2.3 氧化石墨烯的还原
2.2.4 铅的解吸附实验
2.3 样品表征的分析测定方法
2.3.1 X-射线光电子能谱(XPS)
2.3.2 傅里叶变换红外光谱(FTIR-ATR)
2.3.3 表面增强拉曼(SERS)
2.3.4 X射线衍射(XRD)
3 氧化石墨烯及还原氧化石墨烯对铅离子吸附性能的研究
3.1 吸附机理
3.2 氧化石墨烯对铅离子的吸附
3.2.1 吸附动力学
3.2.2 吸附等温模型
3.3 还原氧化石墨烯对铅离子的吸附
3.3.1 吸附动力学
3.3.2 吸附等温模型
3.4 本章小结
4 氧化石墨烯的还原
4.1 硫化物还原氧化石墨烯
4.2 还原氧化石墨烯的表征
4.2.1 X-射线光电子能谱(XPS)
4.2.2 傅里叶变换红外光谱(FTIR-ATR)
4.2.3 表面增强拉曼(SERS)
4.2.4 X射线衍射(XRD)
4.3 本章小结
5 铅的解吸附
5.1 反应时间对解吸附的影响
5.2 不同吸附容量的GO对解吸附的影响
5.3 还原及解吸附前后氧化石墨烯的表征
5.3.1 X-射线光电子能谱(XPS)
5.3.2 傅里叶变换红外光谱(FTIR-ATR)
5.3.3 表面增强拉曼(SERS)
5.3.4 X射线衍射(XRD)
5.4 本章小结
6 研究结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】:
期刊论文
[1]纳米氧化石墨烯对水中锶的吸附特征[J]. 沈倩,张建锋,孟晓光,车东昇. 环境化学. 2014(11)
[2]石墨烯基磁性复合材料吸附水中亚甲基蓝的研究[J]. 常青,江国栋,胡梦璇,黄佳,唐和清. 环境科学. 2014(05)
[3]基于重金属类有毒空气污染物重点行业分析的优先控制政策研究[J]. 刘冬梅,沈庆海,陈颖,舒艳,李瑶,杨常青,孙汉坤. 环境与可持续发展. 2012(01)
[4]水体重金属污染及其对人体健康影响的研究[J]. 于晓莉,刘强. 绿色科技. 2011(10)
[5]灌溉田块中污染物流失规律的数值模拟及其验证[J]. 暴入超,杨金忠,童菊秀. 水利学报. 2009(02)
[6]地下水铅污染修复技术应用与研究进展[J]. 姜楠,王鹤立,廉新颖. 环境科学与技术. 2008(02)
[7]重金属铅污染对人体的危害[J]. 张英,周长民. 辽宁化工. 2007(06)
[8]我国铅污染现状、原因及对策[J]. 张正洁,李东红,许增贵. 环境保护科学. 2005(04)
[9]重金属污染土壤的植物修复研究Ⅰ.金属富集植物Brassica juncea对铜、锌、镉、铅污染的响应[J]. 蒋先军,骆永明,赵其国,吴胜春,吴龙华,乔显亮,宋静. 土壤. 2000(02)
博士论文
[1]土对重金属离子的吸附解吸特性及其迁移修复机制研究[D]. 李振泽.浙江大学 2009
硕士论文
[1]基于空间分布的铅污染健康风险评价与区划方法探讨及实例研究[D]. 崔祥芬.北京中医药大学 2013
[2]重金属污染物在多孔介质中的迁移模型与仿真[D]. 张洋.重庆大学 2012
[3]氧化石墨烯和石墨烯纳米材料制备及其重金属吸附性能研究[D]. 杨熙.华中师范大学 2012
本文编号:2968685
【文章来源】:西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】:62 页
【学位级别】:硕士
【文章目录】:
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 概述
1.2 铅
1.2.1 铅污染的来源
1.2.2 铅污染的危害
1.2.3 铅的污染现状
1.3 氧化石墨烯的简介
1.3.1 氧化石墨烯的结构
1.3.2 氧化石墨烯的制备方法
1.3.3 氧化石墨烯的性能
1.4 还原氧化石墨烯的简介
1.4.1 还原氧化石墨烯的方法
1.4.2 还原氧化石墨烯的结构及性能的变化
1.5 氧化石墨烯及还原氧化石墨烯吸附和解吸附性能
1.5.1 氧化石墨烯的吸附性能
1.5.2 还原氧化石墨烯的吸附性能
1.5.3 解吸附机理
1.6 课题研究的目的、内容及意义
1.6.1 课题研究目的
1.6.2 课题研究内容
1.6.3 课题研究意义
2 实验材料与方法
2.1 实验材料及设备与实验前处理
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验设备
2.1.3 实验前处理
2.2 实验方法
2.2.1 吸附动力学实验
2.2.2 吸附等温实验
2.2.3 氧化石墨烯的还原
2.2.4 铅的解吸附实验
2.3 样品表征的分析测定方法
2.3.1 X-射线光电子能谱(XPS)
2.3.2 傅里叶变换红外光谱(FTIR-ATR)
2.3.3 表面增强拉曼(SERS)
2.3.4 X射线衍射(XRD)
3 氧化石墨烯及还原氧化石墨烯对铅离子吸附性能的研究
3.1 吸附机理
3.2 氧化石墨烯对铅离子的吸附
3.2.1 吸附动力学
3.2.2 吸附等温模型
3.3 还原氧化石墨烯对铅离子的吸附
3.3.1 吸附动力学
3.3.2 吸附等温模型
3.4 本章小结
4 氧化石墨烯的还原
4.1 硫化物还原氧化石墨烯
4.2 还原氧化石墨烯的表征
4.2.1 X-射线光电子能谱(XPS)
4.2.2 傅里叶变换红外光谱(FTIR-ATR)
4.2.3 表面增强拉曼(SERS)
4.2.4 X射线衍射(XRD)
4.3 本章小结
5 铅的解吸附
5.1 反应时间对解吸附的影响
5.2 不同吸附容量的GO对解吸附的影响
5.3 还原及解吸附前后氧化石墨烯的表征
5.3.1 X-射线光电子能谱(XPS)
5.3.2 傅里叶变换红外光谱(FTIR-ATR)
5.3.3 表面增强拉曼(SERS)
5.3.4 X射线衍射(XRD)
5.4 本章小结
6 研究结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】:
期刊论文
[1]纳米氧化石墨烯对水中锶的吸附特征[J]. 沈倩,张建锋,孟晓光,车东昇. 环境化学. 2014(11)
[2]石墨烯基磁性复合材料吸附水中亚甲基蓝的研究[J]. 常青,江国栋,胡梦璇,黄佳,唐和清. 环境科学. 2014(05)
[3]基于重金属类有毒空气污染物重点行业分析的优先控制政策研究[J]. 刘冬梅,沈庆海,陈颖,舒艳,李瑶,杨常青,孙汉坤. 环境与可持续发展. 2012(01)
[4]水体重金属污染及其对人体健康影响的研究[J]. 于晓莉,刘强. 绿色科技. 2011(10)
[5]灌溉田块中污染物流失规律的数值模拟及其验证[J]. 暴入超,杨金忠,童菊秀. 水利学报. 2009(02)
[6]地下水铅污染修复技术应用与研究进展[J]. 姜楠,王鹤立,廉新颖. 环境科学与技术. 2008(02)
[7]重金属铅污染对人体的危害[J]. 张英,周长民. 辽宁化工. 2007(06)
[8]我国铅污染现状、原因及对策[J]. 张正洁,李东红,许增贵. 环境保护科学. 2005(04)
[9]重金属污染土壤的植物修复研究Ⅰ.金属富集植物Brassica juncea对铜、锌、镉、铅污染的响应[J]. 蒋先军,骆永明,赵其国,吴胜春,吴龙华,乔显亮,宋静. 土壤. 2000(02)
博士论文
[1]土对重金属离子的吸附解吸特性及其迁移修复机制研究[D]. 李振泽.浙江大学 2009
硕士论文
[1]基于空间分布的铅污染健康风险评价与区划方法探讨及实例研究[D]. 崔祥芬.北京中医药大学 2013
[2]重金属污染物在多孔介质中的迁移模型与仿真[D]. 张洋.重庆大学 2012
[3]氧化石墨烯和石墨烯纳米材料制备及其重金属吸附性能研究[D]. 杨熙.华中师范大学 2012
本文编号:2968685
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