CoS 2 /GO复合材料的制备及其处理水中重金属Hg（Ⅱ）和Cr（Ⅵ）的性能研究
发布时间：2022-02-16 11:31
氧化石墨烯（GO）是一种典型的二维片状材料,有较大的比表面积,其表面含有的大量含氧官能团,可以利用一些小分子或官能团对其表面进行修饰,得到功能化的GO,用于废水中某些重金属离子的去除。此外,氧化石墨烯可以用作一种优秀的基底,在其上负载合适的半导体,可以用于合成具有优异性能的光催化剂。过渡金属硫化物CoS2具有较宽的光响应范围,可以利用太阳光中紫外、可见以及近红外光,是用作光催化的理想材料。然而由于其带隙较窄,光生载流子分离效率较低,导致其光催化效率较低,当与其他半导体构成异质结时,可以提高光生载流子的分离效率。因此,我们采用氧化石墨烯作为基底,通过溶剂热法分别制备的到具有较高吸附容量的吸附剂和光催化剂,分别用于废水中Hg（II）和Cr（VI）的去除,具体研究成果如下:通过水热法合成了CoS2/GO复合材料作为一种吸附剂,用于废水中Hg（II）的选择性去除。通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X-射线粉末衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）等表征手段探究了吸附剂对Hg（II）离子吸附前后形貌以及化学结构的变化,发现其中,C...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究目的和意义
1.2 重金属污染现状及处理方法
1.2.1 Hg(Ⅱ)的来源、危害及研究处理现状
1.2.2 Cr(Ⅵ)来源、危害及研究处理现状
1.3 吸附剂材料研究现状
1.3.1 高分子吸附剂
1.3.2 MOF吸附剂
1.3.3 碳材料吸附剂
1.4 光催化材料的研究现状
1.4.1 非金属光催化剂
1.4.2 金属氧化物光催化剂
1.4.3 贵金属光催化剂
1.4.4 金属硫化物光催化剂
1.5 氧化石墨烯基材料
1.5.0 氧化石墨烯概述
1.5.1 氧化石墨烯基吸附剂
1.5.2 氧化石墨烯基光催化剂
1.6 本文主要研究内容
第2章 实验材料与研究方法
2.1 实验原料与实验仪器
2.1.1 实验原料
2.1.2 实验仪器
2.2 实验与表征方法
2.2.1 实验方法
2.2.2 X射线粉末衍射(XRD)
2.2.3 扫描电子显微镜(SEM)
2.2.4 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)
2.2.5 拉曼光谱(Raman)
2.2.6 透射电子显微镜(TEM)
2.2.7 电感耦合等离子体吸收光谱(ICP-OES)
2.2.8 紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)
2.2.9 X射线光电子能谱(XPS)
2.2.10 吸附性能评价
2.2.11 催化剂活性评价
第3章 CoS_2/GO吸附剂的制备及吸附性能测试
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 CoS_2/GO的制备
3.3 吸附剂的表征
3.3.1 物象结构
3.3.2 微观形貌
3.4 吸附剂的吸附性能
3.4.1 吸附剂的饱和吸附量和等温吸附模型
3.4.2 吸附剂剂量对Hg(Ⅱ)吸附的影响
3.4.3 吸附动力学
3.4.4 pH对 Hg(Ⅱ)吸附的影响
3.4.5 温度对Hg(Ⅱ)吸附的影响
3.4.6 吸附剂对Hg(Ⅱ)离子的选择性
3.4.7 在工业废水的实际应用
3.4.8 循环再生性能
3.4.9 本章小结
第4章 CoS_2/g-C3N4-GO的制备及其光催化性能
4.1 引言
4.2 催化剂的制备
4.2.1 氧化石墨烯的制备
4.2.2 复合光催化剂的制备
4.3 光催化剂的表征
4.3.1 晶相结构分析
4.3.2 形貌分析
4.3.3 光学和表面态分析
4.4 光催化性能测试
4.4.1 GO含量的影响
4.4.2 溶液pH的影响
4.4.3 初始Cr(Ⅵ)浓度的影响
4.4.4 催化剂投加量的影响
4.4.5 光催化剂的稳定性
4.4.7 催化剂催化机理
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]锆基MOF材料用于水中抗生素的吸附研究[J]. 崔颖,孙国峰,任苏瑜,姜晓,王艺,谭峰. 环境科学与技术. 2019(03)
[2]氧化石墨烯及其复合物对水中重金属离子吸附研究进展[J]. 肖立权,张权,张英,裴丽欣,侯军亮,董建芳,刘玲霞. 南水北调与水利科技. 2018(06)
[3]碳基纳米材料及其在吸附大分子有机物中的应用研究进展[J]. 王莹,张力嫱,张宇航. 化工新型材料. 2018(08)
[4]漓江市区段饮用水源地沉积物重金属污染风险评价[J]. 李发文,杨雄,熊佐芳,林华. 中国给水排水. 2017(09)
[5]不同碳基材料对Cr（Ⅵ）的吸附动力学研究[J]. 刘航,陈荟蓉,郭飞飞,彭稳,罗永明,韩彩芸. 工业水处理. 2017(04)
[6]磁性多壁碳纳米管吸附亚甲基蓝和铜（Ⅱ）[J]. 刘苛,龚继来,曾光明,汤琳,刘红玉. 环境工程学报. 2016(09)
[7]氨基修饰磁性氧化石墨烯吸附离子型染料性能[J]. 魏金枝,陈芳妮,孙晓君,张凤鸣,王虹. 中国环境科学. 2016(07)
[8]吸附法处理重金属废水的研究现状及进展[J]. 税永红,李前华,唐欢. 成都纺织高等专科学校学报. 2016(02)
[9]改性花生壳对水中镉的动态吸附研究[J]. 龙腾,易筱筠,党志. 环境科学. 2012(09)
[10]化学沉淀法处理含重金属废水的研究进展[J]. 郭燕妮,方增坤,胡杰华,谢洪珍,李黎婷,叶志勇. 工业水处理. 2011(12)
硕士论文
[1]巯基功能化活性炭的制备及其对Hg2+的吸附性能研究[D]. 肖玲玲.天津大学 2013
本文编号：3627886
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究目的和意义
1.2 重金属污染现状及处理方法
1.2.1 Hg(Ⅱ)的来源、危害及研究处理现状
1.2.2 Cr(Ⅵ)来源、危害及研究处理现状
1.3 吸附剂材料研究现状
1.3.1 高分子吸附剂
1.3.2 MOF吸附剂
1.3.3 碳材料吸附剂
1.4 光催化材料的研究现状
1.4.1 非金属光催化剂
1.4.2 金属氧化物光催化剂
1.4.3 贵金属光催化剂
1.4.4 金属硫化物光催化剂
1.5 氧化石墨烯基材料
1.5.0 氧化石墨烯概述
1.5.1 氧化石墨烯基吸附剂
1.5.2 氧化石墨烯基光催化剂
1.6 本文主要研究内容
第2章 实验材料与研究方法
2.1 实验原料与实验仪器
2.1.1 实验原料
2.1.2 实验仪器
2.2 实验与表征方法
2.2.1 实验方法
2.2.2 X射线粉末衍射(XRD)
2.2.3 扫描电子显微镜(SEM)
2.2.4 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)
2.2.5 拉曼光谱(Raman)
2.2.6 透射电子显微镜(TEM)
2.2.7 电感耦合等离子体吸收光谱(ICP-OES)
2.2.8 紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)
2.2.9 X射线光电子能谱(XPS)
2.2.10 吸附性能评价
2.2.11 催化剂活性评价
第3章 CoS_2/GO吸附剂的制备及吸附性能测试
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 CoS_2/GO的制备
3.3 吸附剂的表征
3.3.1 物象结构
3.3.2 微观形貌
3.4 吸附剂的吸附性能
3.4.1 吸附剂的饱和吸附量和等温吸附模型
3.4.2 吸附剂剂量对Hg(Ⅱ)吸附的影响
3.4.3 吸附动力学
3.4.4 pH对 Hg(Ⅱ)吸附的影响
3.4.5 温度对Hg(Ⅱ)吸附的影响
3.4.6 吸附剂对Hg(Ⅱ)离子的选择性
3.4.7 在工业废水的实际应用
3.4.8 循环再生性能
3.4.9 本章小结
第4章 CoS_2/g-C3N4-GO的制备及其光催化性能
4.1 引言
4.2 催化剂的制备
4.2.1 氧化石墨烯的制备
4.2.2 复合光催化剂的制备
4.3 光催化剂的表征
4.3.1 晶相结构分析
4.3.2 形貌分析
4.3.3 光学和表面态分析
4.4 光催化性能测试
4.4.1 GO含量的影响
4.4.2 溶液pH的影响
4.4.3 初始Cr(Ⅵ)浓度的影响
4.4.4 催化剂投加量的影响
4.4.5 光催化剂的稳定性
4.4.7 催化剂催化机理
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]锆基MOF材料用于水中抗生素的吸附研究[J]. 崔颖,孙国峰,任苏瑜,姜晓,王艺,谭峰. 环境科学与技术. 2019(03)
[2]氧化石墨烯及其复合物对水中重金属离子吸附研究进展[J]. 肖立权,张权,张英,裴丽欣,侯军亮,董建芳,刘玲霞. 南水北调与水利科技. 2018(06)
[3]碳基纳米材料及其在吸附大分子有机物中的应用研究进展[J]. 王莹,张力嫱,张宇航. 化工新型材料. 2018(08)
[4]漓江市区段饮用水源地沉积物重金属污染风险评价[J]. 李发文,杨雄,熊佐芳,林华. 中国给水排水. 2017(09)
[5]不同碳基材料对Cr（Ⅵ）的吸附动力学研究[J]. 刘航,陈荟蓉,郭飞飞,彭稳,罗永明,韩彩芸. 工业水处理. 2017(04)
[6]磁性多壁碳纳米管吸附亚甲基蓝和铜（Ⅱ）[J]. 刘苛,龚继来,曾光明,汤琳,刘红玉. 环境工程学报. 2016(09)
[7]氨基修饰磁性氧化石墨烯吸附离子型染料性能[J]. 魏金枝,陈芳妮,孙晓君,张凤鸣,王虹. 中国环境科学. 2016(07)
[8]吸附法处理重金属废水的研究现状及进展[J]. 税永红,李前华,唐欢. 成都纺织高等专科学校学报. 2016(02)
[9]改性花生壳对水中镉的动态吸附研究[J]. 龙腾,易筱筠,党志. 环境科学. 2012(09)
[10]化学沉淀法处理含重金属废水的研究进展[J]. 郭燕妮,方增坤,胡杰华,谢洪珍,李黎婷,叶志勇. 工业水处理. 2011(12)
硕士论文
[1]巯基功能化活性炭的制备及其对Hg2+的吸附性能研究[D]. 肖玲玲.天津大学 2013
本文编号：3627886
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