磁性石墨烯纳米材料对水中第一类重金属的吸附研究

发布时间：2024-01-27 14:18

　　对水体中第一类重金属污染物的治理是当今人们急切关注的问题。针对这一问题，吸附法已经被广泛使用，但是传统的吸附剂具有回收困难的缺点。本研究采用磁性石墨烯纳米材料实现对水中第一类重金属污染物的高效吸附。将石墨烯与铁氧化物复合，制备了磁性纳米复合材料铁酸钴-还原的氧化石墨烯（CoFe2O4-rGO）以及铁酸钴-壳聚糖/还原的氧化石墨烯（MCGS），并研究了它们对水中的第一类重金属污染物的吸附去除，论文的主要研究内容及结果如下： （1）将磁性材料与石墨烯进行复合，制备了CoFe2O4-rGO和MCGS，并对合成出的材料进行了SEM、FTIR、XRD、BET、Zeta电位及磁分离效果等表征，结果表明，磁性材料已成功复合在石墨烯的表面，CoFe2O4-rGO和MCGS制备成功。 （2）将CoFe2O4-rGO用于水中重金属的吸附去除研究，以Pb(II)和Hg(II)为代表，探讨了最佳吸附条件，通过吸附动力学，吸附等温线及吸附热力学探讨了该过程的吸附机理。得到最佳吸附条件：（i） Pb(II)：在吸附剂用量为8mg、振荡时间为80min、pH=5.3的最佳吸附条件下，Pb(II)去除率可达80%以上...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 重金属在废水中的污染现状
        1.1.1 我国水资源概述
        1.1.2 水体重金属污染概述
    1.2 含重金属离子废水的处理方法
        1.2.1 离子交换法
        1.2.2 膜分离法
        1.2.3 化学沉淀法
        1.2.4 氧化还原法
        1.2.5 生物法
    1.3 吸附的介绍
        1.3.1 影响吸附的因素
        1.3.2 吸附剂
    1.4 磁性纳米材料
    1.5 磁性纳米材料在环境吸附中的应用
    1.6 研究的目的、意义和主要内容
        1.6.1 研究的目的和意义
        1.6.2 主要研究内容
第二章 试剂与仪器
    2.1 主要试剂
    2.2 实验仪器
第三章 CoF₂O₄-rGO的合成及表征
    3.1 CoF₂O₄-rGO的合成
        3.1.1 氧化石墨烯的制备
        3.1.2 CoF₂O₄-rGO的制备
    3.2 CoF₂O₄-rGO的表征
        3.2.1 XRD 表征分析
        3.2.2 孔径及孔隙度表征分析
        3.2.3 Zeta 电位表征分析
        3.2.4 磁分离表征分析
    3.3 本章小结
第四章 CoF₂O₄-rGO对重金属的吸附研究
    4.1 实验方法
    4.2 CoF₂O₄-rGO吸附 Pb(II)和 Hg(II)最佳吸附条件的选择
        4.2.1 吸附剂用量对吸附效果的影响
        4.2.2 pH 对吸附效果的影响
        4.2.3 振荡时间对吸附效果的影响
    4.3 CoF₂O₄-rGO吸附 Pb(II)和 Hg(II)的动力学模型研究
        4.3.1 拟一级动力学拟合
        4.3.2 拟二级动力学拟合
        4.3.3 动力学拟合比较
    4.4 25oC 时 CoF₂O₄-rGO吸附 Pb(II)和 Hg(II)的吸附等温线研究
        4.4.1 Henry 型吸附等温线研究
        4.4.2 Langmuir 型吸附等温线研究
        4.4.3 Freundlich 型吸附等温线研究
    4.5 35oC 和 45oC 时 CoF₂O₄-rGO吸附 Pb(II)和 Hg(II)的吸附等温线
    4.6 CoF₂O₄-rGO吸附 Pb(II)和 Hg(II)的吸附等温线比较
    4.7 CoF₂O₄-rGO吸附 Pb(II)和 Hg(II)的吸附热力学研究
    4.8 CoF₂O₄-rGO吸附-解吸的研究
        4.8.1 吸附 Hg(II)后 CoF₂O₄-rGO的再生实验
        4.8.2 吸附 Pb(II)后的 CoF₂O₄-rGO的再生实验
    4.9 CoF₂O₄-rGO吸附其它重金属的研究
        4.9.1 CoF₂O₄-rGO吸附 Cd(II)重金属的研究
        4.9.2 CoF₂O₄-rGO吸附 Cr(VI)重金属的研究
    4.10 本章小结
第五章 MCGS 的合成及表征
    5.1 MCGS 的合成
    5.2 MCGS 的表征
        5.2.1 SEM 表征分析
        5.2.2 FTIR 表征分析
        5.2.3 XRD 表征分析
        5.2.4 磁分离表征分析
        5.2.5 孔径及孔隙度分析表征分析
        5.2.6 Zeta 电位表征分析
    5.3 本章小结
第六章 MCGS 对重金属的吸附研究
    6.1 实验方法
    6.2 MCGS 吸附 Hg(II)最佳吸附条件的选择
        6.2.1 吸附剂用量对吸附效果的影响
        6.2.2 pH 对吸附效果的影响
        6.2.3 振荡时间对吸附效果的影响
    6.3 MCGS 吸附 Hg(II)的动力学模型研究
    6.4 MCGS 吸附 Hg(II)的吸附等温线研究
    6.5 MCGS 吸附 Hg(II)的吸附热力学研究
    6.6 吸附 Hg(II)后的 MCGS 的再生实验
    6.7 MCGS 吸附其它重金属的研究
    6.8 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 本论文研究的主要结论
    7.2 研究展望
参考文献
致谢
附录



本文编号：3887123