石墨烯吸附水中磺胺类污染物及光催化再生效能研究
发布时间：2023-10-29 10:55
在吸附工艺材料中,具有大比表面积、强吸附性优点的石墨烯材料被应用于吸附处理污染物中,但由于目前所应用的再生方法有着各自的局限性,成为了限制其广泛应用的一大要素。本研究为解决石墨烯作为吸附剂去除磺胺吡啶的再生问题,提出两种石墨烯的再生方法。一种是通过蒽醌-2-磺酸钠溶液进行分步再生,另一种为通过π-π堆叠法将蒽醌-2-磺酸钠负载于石墨烯表面,制备出石墨烯-蒽醌复合材料,在光照的条件下进行光催化过程以达到石墨烯-蒽醌复合材料的原位再生。对两种材料吸附磺胺吡啶污染物的性能以及吸附饱和后的再生效能进行分析。研究内容如下:首先,以纯石墨烯材料作为吸附剂吸附磺胺吡啶污染物,吸附研究结果表明,该吸附过程的动力学复合拟二级动力学模型;吸附等温线的拟合与Langmuir模型相近,表明了石墨烯对污染物的吸附过程为单层吸附,在288、298、308 K的条件下最大吸附量分别为227.27、250.16、263.16 mg/g;石墨烯吸附的热力学结果表明在反应过程中物理吸附占据着主要的地位,并且反应吸热;利用蒽醌高效的光催化性能作为再生溶液对石墨烯进行光催化再生,以再生率,蒽醌负载量及损失率为评价指标,分析不...
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题来源及研究的目的和意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 研究的背景及意义
1.2 国内外在该方向的研究现状及分析
1.2.1 抗生素废水处理技术的国内外研究现状
1.2.2 吸附法处理水中污染物的研究现状
1.2.3 石墨烯材料的研究现状
1.2.4 吸附剂再生的研究现状
1.3 利用光催化技术进行石墨烯吸附再生研究
1.3.1 光催化技术
1.3.2 蒽醌的光催化原理
1.3.4 光催化再生石墨烯
1.4 本文的主要研究内容
1.4.1 石墨烯吸附磺胺吡啶及再生研究
1.4.2 基于原位再生过程制备石墨烯-蒽醌复合材料
1.4.3 石墨烯-蒽醌复合材料光催化原位再生性能研究
1.4.4 技术路线
第2章 实验材料与方法
2.1 实验材料与仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验设备
2.1.3 实验水质
2.2 表征方法
2.3 吸附实验方法
2.3.1 吸附动力学
2.3.2 吸附等温线和热力学
2.4 再生实验方法
2.4.1 石墨烯光催化再生实验
2.4.2 石墨烯-蒽醌光催化原位再生实验
2.5 各评价指标的计算方法
2.5.1 平衡吸附量计算方法
2.5.2 再生率计算
2.5.3 去除率计算
2.5.4 磺胺吡啶浓度的测定
2.5.5 蒽醌-2-磺酸钠浓度的测定
第3章 石墨烯吸附磺胺吡啶废水及异位再生研究
3.1 引言
3.2 吸附性能研究
3.2.1 吸附动力学
3.2.2 吸附等温线
3.2.3 吸附热力学
3.3 蒽醌光催化性能研究
3.4 不同因素对光催化再生性能的影响
3.4.1 蒽醌浓度对光催化再生性能的影响
3.4.2 再生时间对光催化再生性能的影响
3.4.3 再生吸附剂量光催化再生性能的影响
3.4.4 再生次数对光催化再生性能的影响
3.5 本章小结
第4章 基于原位再生过程制备石墨烯-蒽醌复合材料
4.1 引言
4.2 石墨烯-蒽醌复合材料制备
4.3 材料表征分析
4.3.1 Graphene-AQ2S SEM及 TEM表征结果分析
4.3.2 Graphene-AQ2S UV-vis表征结果分析
4.3.3 Graphene-AQ2S XRD表征结果分析
4.3.4 Graphene-AQ2S XPS表征结果分析
4.3.5 Graphene-AQ2S Raman表征结果分析
4.3.6 Graphene-AQ2S FTIR表征结果分析
4.3.7 Graphene-AQ2S BET表征结果分析
4.4 复合材料吸附性能比较
4.5 吸附性能研究
4.5.1 蒽醌负载量对复合材料吸附性能的影响
4.5.2 吸附动力学
4.5.3 吸附等温线
4.5.4 吸附热力学
4.6 本章小结
第5章 石墨烯-蒽醌复合材料的光催化原位再生研究
5.1 引言
5.2 石墨烯-蒽醌复合材料光催化原位再生性能分析
5.3 复合材料重复利用效能分析
5.4 不同因素对光催化再生性能的影响
5.4.1 材料投加量对光催化再生性能的影响
5.4.2 再生时间对光催化再生性能的影响
5.4.3 蒽醌负载量对光催化再生性能的影响
5.5 光催化再生机理分析
5.5.1 超氧自由基捕获对反应的影响
5.5.2 氯离子浓度对反应的影响
5.6 光催化原位再生中间产物分析
5.7 不同再生方法去除效果比较
5.8 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它成果
致谢
本文编号：3857937
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题来源及研究的目的和意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 研究的背景及意义
1.2 国内外在该方向的研究现状及分析
1.2.1 抗生素废水处理技术的国内外研究现状
1.2.2 吸附法处理水中污染物的研究现状
1.2.3 石墨烯材料的研究现状
1.2.4 吸附剂再生的研究现状
1.3 利用光催化技术进行石墨烯吸附再生研究
1.3.1 光催化技术
1.3.2 蒽醌的光催化原理
1.3.4 光催化再生石墨烯
1.4 本文的主要研究内容
1.4.1 石墨烯吸附磺胺吡啶及再生研究
1.4.2 基于原位再生过程制备石墨烯-蒽醌复合材料
1.4.3 石墨烯-蒽醌复合材料光催化原位再生性能研究
1.4.4 技术路线
第2章 实验材料与方法
2.1 实验材料与仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验设备
2.1.3 实验水质
2.2 表征方法
2.3 吸附实验方法
2.3.1 吸附动力学
2.3.2 吸附等温线和热力学
2.4 再生实验方法
2.4.1 石墨烯光催化再生实验
2.4.2 石墨烯-蒽醌光催化原位再生实验
2.5 各评价指标的计算方法
2.5.1 平衡吸附量计算方法
2.5.2 再生率计算
2.5.3 去除率计算
2.5.4 磺胺吡啶浓度的测定
2.5.5 蒽醌-2-磺酸钠浓度的测定
第3章 石墨烯吸附磺胺吡啶废水及异位再生研究
3.1 引言
3.2 吸附性能研究
3.2.1 吸附动力学
3.2.2 吸附等温线
3.2.3 吸附热力学
3.3 蒽醌光催化性能研究
3.4 不同因素对光催化再生性能的影响
3.4.1 蒽醌浓度对光催化再生性能的影响
3.4.2 再生时间对光催化再生性能的影响
3.4.3 再生吸附剂量光催化再生性能的影响
3.4.4 再生次数对光催化再生性能的影响
3.5 本章小结
第4章 基于原位再生过程制备石墨烯-蒽醌复合材料
4.1 引言
4.2 石墨烯-蒽醌复合材料制备
4.3 材料表征分析
4.3.1 Graphene-AQ2S SEM及 TEM表征结果分析
4.3.2 Graphene-AQ2S UV-vis表征结果分析
4.3.3 Graphene-AQ2S XRD表征结果分析
4.3.4 Graphene-AQ2S XPS表征结果分析
4.3.5 Graphene-AQ2S Raman表征结果分析
4.3.6 Graphene-AQ2S FTIR表征结果分析
4.3.7 Graphene-AQ2S BET表征结果分析
4.4 复合材料吸附性能比较
4.5 吸附性能研究
4.5.1 蒽醌负载量对复合材料吸附性能的影响
4.5.2 吸附动力学
4.5.3 吸附等温线
4.5.4 吸附热力学
4.6 本章小结
第5章 石墨烯-蒽醌复合材料的光催化原位再生研究
5.1 引言
5.2 石墨烯-蒽醌复合材料光催化原位再生性能分析
5.3 复合材料重复利用效能分析
5.4 不同因素对光催化再生性能的影响
5.4.1 材料投加量对光催化再生性能的影响
5.4.2 再生时间对光催化再生性能的影响
5.4.3 蒽醌负载量对光催化再生性能的影响
5.5 光催化再生机理分析
5.5.1 超氧自由基捕获对反应的影响
5.5.2 氯离子浓度对反应的影响
5.6 光催化原位再生中间产物分析
5.7 不同再生方法去除效果比较
5.8 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它成果
致谢
本文编号：3857937
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