磁性氧化石墨烯及其复合纳米材料对铀（Ⅵ）的吸附性能研究

发布时间：2018-11-26 13:25

【摘要】：由于氧化石墨烯(GO)具有丰富的含氧官能团,且易和其它材料反应形成复合材料,是一种理想的吸附材料。本文以为以过氧化法制备的GO来制备磁性氧化石墨烯(MGO-1和MGO-2)、磁性氧化石墨烯-EDTA复合纳米材料(MEGO)及磁性氧化石墨烯-壳聚糖复合纳米材料(MCGO)。系统研究了溶液pH值、离子强度、铀(Ⅵ)的初始浓度、吸附时间以及吸附温度对吸附效果的影响,继而得到最佳吸附条件。进一步的探讨了吸附等温线、吸附动力学和吸附热力学的规律,并研究了吸附剂对吸附铀的脱附率和循环利用率。以过氧化法制备GO,再赋予磁性,制备出具有磁性材料MGO-1和MGO-2并应用于对水溶液中铀(Ⅵ)的吸附。SEM、FT-IT和XRD分析结果表明,Fe_3O_4成功的负载在MGO-1和MGO-2上。吸附数据采用Langmuir、Freundlich以及Temkin等温式拟合,结果表明,Langmuir等温式拟合优于其它两种模型,在298 K时最大吸附容量分别为173.09 mg/g和224.93 mg/g。较之准一级动力学模型和内扩散模型,准二级动力学模型能更好的拟合吸附过程,表明吸附过程为反应控制。热力学结果表明,吸附为吸热自发过程。吸附饱和的MGO-1和MGO-2可用0.1 mol/L HNO3溶液进行解吸。经过6次的吸附-脱附之后MGO-1和MGO-2吸附率仍有69.3%和71.76%。以GO-2和EDTA-2Na为原料,EDC和NHS为活化剂,制备MEGO并应用于对水溶液中UO22+的吸附。SEM和FT-IT表明EDTA和Fe_3O_4成功的负载在MEGO上,XRD分析结果表明Fe_3O_4大小为纳米级。吸附等温线符合Langmuir模型,在298 K时最大吸附容量为237.84 mg/g。吸附动力学符合准二级动力学模型,且吸附过程为反应控制。热力学结果表明,吸附为吸热自发过程。吸附饱和的MEGO可用0.1 mol/L HNO3溶液进行解吸。经过6次的吸附-脱附之后MEGO吸附率仍有76.28%。以GO-2和壳聚糖为原料,以EDC和NHS为活化剂,超声法制备MCGO并应用于对水溶液中铀(Ⅵ)的吸附。SEM和FT-IT结果表明GO和壳聚糖发生了酰胺反应。XRD分析结果表明,MCGO成功的制备出,且Fe_3O_4大小为纳米级,饱和磁强度表明MCGO易于磁分离。吸附数据采用Langmuir、Freundlich以及Temkin等温式拟合,结果表明,Langmuir模型最符合,在298 K时最大吸附容量为244.41 mg/g。吸附动力学最符合准二级动力学,结果表明吸附过程为反应控制。热力学结果表明,吸附为吸热自发过程。吸附饱和的MCGO可用0.1 mol/L HNO3溶液进行解吸。经过6次的吸附-脱附之后MCGO吸附率为74.43%,略小于MEGO。
[Abstract]:Graphene oxide (GO) is an ideal adsorption material because it has abundant oxygen functional groups and is easy to react with other materials to form composite materials. In this paper, GO prepared by peroxidation method was used to prepare magnetic graphene oxide (MGO-1 and MGO-2), magnetic graphene oxide EDTA composite nano-material (MEGO) and magnetic graphene oxide-chitosan composite nano-material (MCGO). The effects of solution pH, ionic strength, initial concentration of uranium (鈪，

本文编号：2358686