聚吡咯复合纳米电极制备及吸附重金属离子性能研究
发布时间：2021-06-20 17:16
电容法去离子（CDI）技术是一种处理重金属废水的新型技术,它具有操作简便、节约能耗、资源可回收、无二次污染、循环稳定性良好等优势。其技术核心是具有高吸附性能的电极。CDI技术发展至今,电极成型过程依赖粘结剂的问题仍未解决。本文围绕碳纳米管/导电聚合物复合纳米电极制备开展研究,通过添加壳聚糖改善复合纳米电极成型效果,并对其电吸附效果进行了探究。本论文主要包括以下内容:（1）采用原位聚合法制备了PPy/CS/CNT复合纳米材料,研究了CS添加量对复合纳米电极电化学性能及吸附性能的影响,并对其形貌、结构及抗压强度等进行了表征。结果表明:CS和PPy依次包裹在CNT表面上,形成“一核双壳”结构,复合纳米材料整体呈现为互相交织的纳米线结构。当mCS:m Py=2:10时,PPy/CS/CNT复合纳米电极的比电容值最大,为103.19F/g,为PPy/CNT复合纳米电极比电容值的1.6倍。该比例下,复合纳米电极对Cu2+吸附量达到最大,为16.63mg/g,是PPy/CNT复合纳米电极对吸附量的2.1倍。第100次循环伏安测试时,比电容保持率为86.9%,表现出良好的循环稳定性。（2）采用原位聚合...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PPy分子结构图
图 1.3 CS 的化学结构式用是 CS 研究中的一个重要分支，CS 中的-NH2通过螯合作离子，在吸附过程中，CS 的结晶度会对吸附效果产生较大CS 发生溶解，这会破坏分子链之间的氢键，使 CS 结晶度大发生。所以，要使 CS 保持较好的吸附效果，就必须保持虑到导电聚合物普遍具有良好的耐酸碱性，因此将导电聚合大提高复合材料的吸附容量和机械性能。重要研究方向之一是化学改性研究，主要包括酰基化改性、烷酯化改性、氧化改性、枝接改性和季氨化改性[70]等。完莉1，8 冠 6 冠醚交联壳聚糖，它具有较好的吸附性能，可用于域。夏雪飞[72]等采用离子诱导法制备出了载重组人内皮抑素米粒，并进行了体外抗肿瘤活性实验。结果表明，该物质内皮抑素对肿瘤的抑制作用。
图 1.4 多壁碳纳米管和单壁碳纳米管结构图1.4.4 氧化石墨烯(GO)GO 结构如图 1.5 所示，它是一种新型碳纳米材料，近年来受到不同领域学者的普遍关注，它具有很多独特的性质，如良好的机械韧性[75]、良好的力学性能[76]、较好的热稳定和化学稳定性[77-79]、优异的载流子特性等。GO 具有巨大的比表面积，高达 2630m2/g，这为吸附提供了有利条件[80]。GO 表面含有很多羰基、羟基、烷氧基、金属配位基团等含氧基团[81-84]，这些官能团均有利于吸附作用的发生。此外，GO 具有优良的电子传输能力，在常温下其电子迁移率高达 1.5 104cm2/(V s)，优良的电学性能使其成为电容器领域的首选材料[85]。图 1.5 GO 的结构图1.5 本文研究内容本文主要制备 PPy/CS/CNT 和 PPy/GO/CS/CNT 复合纳米电极，并将其应用于CDI过程吸附重金属离子。本文优化了复合纳米电极的制备条件
【参考文献】：
期刊论文
[1]壳聚糖的改性研究进展及其应用[J]. 王浩. 成都纺织高等专科学校学报. 2017(01)
[2]改性纳米SiO2/PVA复合纤维的制备及重金属离子吸附性能[J]. 邢涤扬,陈广凯,王克敏,聂俊. 复合材料学报. 2017(10)
[3]Synthesis, Characterization and Electrochemical Study of Graphene Oxide-Multi Walled Carbon Nanotube-Manganese Oxide-Polyaniline Electrode as Supercapacitor[J]. Mir Ghasem Hosseini,Elham Shahryari. Journal of Materials Science & Technology. 2016(08)
[4]电容去离子技术及其电极材料研究进展[J]. 赵飞,苑志华,钟鹭斌,李景印,郑煜铭. 水处理技术. 2016(05)
[5]三维石墨烯凝胶电极的制备及在电容去离子中的应用[J]. 陈春阳,于飞,周慧明,陈君红,马杰. 高等学校化学学报. 2015(12)
[6]水污染现状及其治理措施[J]. 王世军. 资源节约与环保. 2015(02)
[7]煤基重金属螯合吸附剂的制备及性能研究[J]. 刘转年,张焕,王贵荣,程爱华,王艺. 煤炭学报. 2015(01)
[8]反渗透膜处理有色冶金酸性无机复合重金属废水[J]. 田晓媛,杨水莲,王威燕,杨运泉. 水处理技术. 2014(11)
[9]重金属废水处理技术综述[J]. 姜立萍. 上海环境科学. 2014(05)
[10]壳聚糖及其衍生物处理重金属废水的研究[J]. 杜凤龄,徐敏,王刚,郝海艳. 环境科学与管理. 2014(07)
博士论文
[1]含氮导电聚合物复合吸附材料去除水中Hg（Ⅱ）、Cr（Ⅵ）和 Pb（Ⅱ）离子[D]. 李仁杰.大连理工大学 2016
[2]导电聚合物复合材料的制备与表征[D]. 孙立波.山东大学 2014
[3]聚苯胺/碳复合材料的制备及去除水中重金属的性能研究[D]. 房晓红.大连理工大学 2013
[4]碳纳米管和石墨烯的制备及应用研究[D]. 胡晓阳.郑州大学 2013
[5]聚吡咯复合纳米材料制备及其在电容法脱盐中的应用研究[D]. 张玉洁.天津大学 2011
[6]国际河流水资源开发利用决策方法研究[D]. 李奔.武汉大学 2010
[7]聚噻吩与聚对苯撑膜的电化学合成及性能研究[D]. 陈婉.大连理工大学 2009
硕士论文
[1]天然高分子甲壳素/壳聚糖的溶解性能研究[D]. 龚佩.中国科学院大学(中国科学院武汉物理与数学研究所) 2017
[2]PPy/CS复合电极的制备及吸附Cu2+的研究[D]. 赵春霞.西安建筑科技大学 2016
[3]硫化沉淀—铁氧体法耦合技术处理重金属废水的试验研究[D]. 王玉波.郑州大学 2016
[4]锰氧化物/碳纳米纤维复合材料的制备及其电容去离子研究[D]. 熊祝标.东华大学 2016
[5]过渡金属氧化物的制备及其电化学性能的研究[D]. 程永宾.北京交通大学 2015
[6]聚苯胺的制备优化及电化学性能研究[D]. 邓金兴.兰州大学 2015
[7]理论研究碘掺杂对聚合物导电性能的影响[D]. 王帅.西南大学 2014
[8]转基因拟南芥对水中重金属镉的耐受性研究[D]. 朱幸玉.太原理工大学 2014
[9]铀矿区土壤重金属污染与铀富集植物累积特征研究[D]. 朱业安.东华理工大学 2013
[10]改性壳聚糖复合物吸附重金属研究[D]. 雷晓霞.湖南大学 2013
本文编号：3239608
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PPy分子结构图
图 1.3 CS 的化学结构式用是 CS 研究中的一个重要分支，CS 中的-NH2通过螯合作离子，在吸附过程中，CS 的结晶度会对吸附效果产生较大CS 发生溶解，这会破坏分子链之间的氢键，使 CS 结晶度大发生。所以，要使 CS 保持较好的吸附效果，就必须保持虑到导电聚合物普遍具有良好的耐酸碱性，因此将导电聚合大提高复合材料的吸附容量和机械性能。重要研究方向之一是化学改性研究，主要包括酰基化改性、烷酯化改性、氧化改性、枝接改性和季氨化改性[70]等。完莉1，8 冠 6 冠醚交联壳聚糖，它具有较好的吸附性能，可用于域。夏雪飞[72]等采用离子诱导法制备出了载重组人内皮抑素米粒，并进行了体外抗肿瘤活性实验。结果表明，该物质内皮抑素对肿瘤的抑制作用。
图 1.4 多壁碳纳米管和单壁碳纳米管结构图1.4.4 氧化石墨烯(GO)GO 结构如图 1.5 所示，它是一种新型碳纳米材料，近年来受到不同领域学者的普遍关注，它具有很多独特的性质，如良好的机械韧性[75]、良好的力学性能[76]、较好的热稳定和化学稳定性[77-79]、优异的载流子特性等。GO 具有巨大的比表面积，高达 2630m2/g，这为吸附提供了有利条件[80]。GO 表面含有很多羰基、羟基、烷氧基、金属配位基团等含氧基团[81-84]，这些官能团均有利于吸附作用的发生。此外，GO 具有优良的电子传输能力，在常温下其电子迁移率高达 1.5 104cm2/(V s)，优良的电学性能使其成为电容器领域的首选材料[85]。图 1.5 GO 的结构图1.5 本文研究内容本文主要制备 PPy/CS/CNT 和 PPy/GO/CS/CNT 复合纳米电极，并将其应用于CDI过程吸附重金属离子。本文优化了复合纳米电极的制备条件
【参考文献】：
期刊论文
[1]壳聚糖的改性研究进展及其应用[J]. 王浩. 成都纺织高等专科学校学报. 2017(01)
[2]改性纳米SiO2/PVA复合纤维的制备及重金属离子吸附性能[J]. 邢涤扬,陈广凯,王克敏,聂俊. 复合材料学报. 2017(10)
[3]Synthesis, Characterization and Electrochemical Study of Graphene Oxide-Multi Walled Carbon Nanotube-Manganese Oxide-Polyaniline Electrode as Supercapacitor[J]. Mir Ghasem Hosseini,Elham Shahryari. Journal of Materials Science & Technology. 2016(08)
[4]电容去离子技术及其电极材料研究进展[J]. 赵飞,苑志华,钟鹭斌,李景印,郑煜铭. 水处理技术. 2016(05)
[5]三维石墨烯凝胶电极的制备及在电容去离子中的应用[J]. 陈春阳,于飞,周慧明,陈君红,马杰. 高等学校化学学报. 2015(12)
[6]水污染现状及其治理措施[J]. 王世军. 资源节约与环保. 2015(02)
[7]煤基重金属螯合吸附剂的制备及性能研究[J]. 刘转年,张焕,王贵荣,程爱华,王艺. 煤炭学报. 2015(01)
[8]反渗透膜处理有色冶金酸性无机复合重金属废水[J]. 田晓媛,杨水莲,王威燕,杨运泉. 水处理技术. 2014(11)
[9]重金属废水处理技术综述[J]. 姜立萍. 上海环境科学. 2014(05)
[10]壳聚糖及其衍生物处理重金属废水的研究[J]. 杜凤龄,徐敏,王刚,郝海艳. 环境科学与管理. 2014(07)
博士论文
[1]含氮导电聚合物复合吸附材料去除水中Hg（Ⅱ）、Cr（Ⅵ）和 Pb（Ⅱ）离子[D]. 李仁杰.大连理工大学 2016
[2]导电聚合物复合材料的制备与表征[D]. 孙立波.山东大学 2014
[3]聚苯胺/碳复合材料的制备及去除水中重金属的性能研究[D]. 房晓红.大连理工大学 2013
[4]碳纳米管和石墨烯的制备及应用研究[D]. 胡晓阳.郑州大学 2013
[5]聚吡咯复合纳米材料制备及其在电容法脱盐中的应用研究[D]. 张玉洁.天津大学 2011
[6]国际河流水资源开发利用决策方法研究[D]. 李奔.武汉大学 2010
[7]聚噻吩与聚对苯撑膜的电化学合成及性能研究[D]. 陈婉.大连理工大学 2009
硕士论文
[1]天然高分子甲壳素/壳聚糖的溶解性能研究[D]. 龚佩.中国科学院大学(中国科学院武汉物理与数学研究所) 2017
[2]PPy/CS复合电极的制备及吸附Cu2+的研究[D]. 赵春霞.西安建筑科技大学 2016
[3]硫化沉淀—铁氧体法耦合技术处理重金属废水的试验研究[D]. 王玉波.郑州大学 2016
[4]锰氧化物/碳纳米纤维复合材料的制备及其电容去离子研究[D]. 熊祝标.东华大学 2016
[5]过渡金属氧化物的制备及其电化学性能的研究[D]. 程永宾.北京交通大学 2015
[6]聚苯胺的制备优化及电化学性能研究[D]. 邓金兴.兰州大学 2015
[7]理论研究碘掺杂对聚合物导电性能的影响[D]. 王帅.西南大学 2014
[8]转基因拟南芥对水中重金属镉的耐受性研究[D]. 朱幸玉.太原理工大学 2014
[9]铀矿区土壤重金属污染与铀富集植物累积特征研究[D]. 朱业安.东华理工大学 2013
[10]改性壳聚糖复合物吸附重金属研究[D]. 雷晓霞.湖南大学 2013
本文编号：3239608
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/3239608.html
