功能化石墨烯对染料的吸附作用

发布时间：2017-08-31 00:22

  本文关键词：功能化石墨烯对染料的吸附作用

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【摘要】：背景染料是主要的水体污染物之一,来源于医药、制革工业、纺织、电镀、化妆品等行业,大部分染料分子结构复杂稳定,难以生物降解。吸附法是目前用于清除染料污染的常用方法之一。石墨烯(Graphene)由于结构独特、性能优异、理论研究价值高、应用前景广阔而备受关注。由于石墨烯具有强烈的π-π堆积作用和超高的理论比表面积,因此具有很强的吸附能力和较大的吸附容量,是一种较为理想的吸附材料。石墨烯对染料的吸附主要归因于静电力和π-π堆积作用,一方面石墨烯对具有π共轭体系的染料分子具有强烈的π-π堆积作用,另一方面由于静电力的存在,表现出对阳离子染料高吸附量和对阴离子染料的吸附量偏低。目的通过对石墨烯进行修饰,增强修饰后石墨烯对染料的吸附能力,研究二者之间的相互作用。方法石墨烯的修饰是由三步完成的,第一步,Hummers法制备氧化石墨烯。第二步,再采用键合或氢键的方式对氧化石墨烯修饰,以改变石墨烯的表面电性。第三步,用肼和氨还原功能化的氧化石墨烯。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、热重/同步差热分析仪(TGA/DSC)对修饰石墨烯进行表征。观察p H值、Na Cl浓度、温度、染料浓度等因素对染料吸附作用的影响,并绘制吸附等温线和吸附动力学曲线。结果(1)乙二胺(EDA)和三乙烯四胺(TETA)通过酰胺键成功修饰到石墨烯上。p H值对吸附甲基橙效果的影响较大,而Na Cl浓度对吸附效果几乎无影响。温度、甲基橙浓度对吸附效果的影响较大。吸附动力学符合伪二级动力学模型。(2)环糊精通过氢键作用与石墨烯生成β-CD-rGO复合物。β-CD-rGO对染料的吸附过程是一个吸热过程。β-CD-rGO对染料的吸附符合Langmuir吸附等温式。四种染料的吸附自由能都在-20到0 k J/mol之间,说明β-CD-rGO对染料的吸附为物理吸附。β-CD-rGO对染料的吸附过程符合伪二级动力学模型。结论(1)乙二胺和三乙烯四胺修饰石墨烯改变了其表面的电荷,改性后的修饰石墨烯对阴离子染料甲基橙的吸附能力优于石墨烯。(2)β-CD-rGO对染料的吸附效果优于rGO的吸附效果。
【关键词】：石墨烯 吸附等温线 吸附动力学 功能化 染料
【学位授予单位】：新乡医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 第一章 乙二胺修饰石墨烯对甲基橙的吸附9-20
• 1.1 前言9-10
• 1.2 实验部分10-12
• 1.3 结果与讨论12-19
• 1.4 小结19-20
• 第二章 三乙烯四胺修饰石墨烯对甲基橙的吸附20-30
• 2.1 前言20
• 2.2 实验部分20-22
• 2.3 结果与讨论22-29
• 2.4 小结29-30
• 第三章 环糊精修饰石墨烯对染料的吸附30-39
• 3.1 前言30
• 3.2 实验部分30-32
• 3.3 结果与讨论32-38
• 3.4 小结38-39
• 参考文献39-43
• 综述 石墨烯材料的制备及吸附作用的研究进展43-61
• 参考文献53-61
• 攻读学位期间发表文章情况61-62
• 致谢62-63
• 个人简介63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 晁玉祺;张强;岳悦;刘巍;;乙二胺修饰的还原氧化石墨烯对甲基橙的吸附作用[J];新乡医学院学报;2015年12期

2 OH Won-Chun;CHEN Mingliang;CHO Kwangyoun;KIM Cheolkyu;MENG Zeda;;简单水热法合成石墨-CdSe复合材料及其光催化降解有机染料(英文)[J];催化学报;2011年10期

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本文编号：762366