PPy/CS复合电极的制备及吸附Cu 2+ 的研究

发布时间：2022-08-08 14:06

　　含金属离子的废水是水体污染的主要原因之一,当有害的金属离子在人体内积累时,会对人们的健康造成严重的伤害。因此,对含有金属离子工业废水的治理越来越受到人们的重视。电容法去离子技术（CDI）作为一种新的处理含金属离子废水的方法得到了广泛的研究。CDI技术的关键是寻求吸附容量大,易于再生的电极材料。本课题利用聚吡咯（PPy）和壳聚糖（CS）对金属离子吸附的协同效应来提高电极材料的吸附量。将聚吡咯和壳聚糖复合制备电极材料,研究了PPy/CS复合材料的结构特征对其吸附性能的影响。采用扫描电子显微镜（SEM）对PPy/CS复合材料表面的物质进行微观成像,用以分析其形貌特征;采用红外光谱对PPy/CS复合材料的结构和组成进行表征;材料的电化学性能则采用循环伏安和交流阻抗的方法进行表征。重点考察了氧化剂、壳聚糖、聚吡咯及掺杂剂的用量对复合材料性能的影响规律。研究结果表明:聚吡咯与壳聚糖结合形成了性能优良的导电聚合物复合材料;以FeCl3为氧化剂制备的复合材料性能更优;PPy/CS复合材料最佳制备参数为:壳聚糖1.6g、聚吡咯700μL、FeCl3 24mL、十二烷基苯磺酸钠（SDBS）50mL。以PP... 

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 含金属离子废水的概况
        1.1.1 含金属离子废水的来源
        1.1.2 去除废水中金属离子常用的方法
    1.2 电容法去离子技术
        1.2.1 电容法去离子技术（CDI）简介
        1.2.2 CDI技术原理
        1.2.3 CDI技术研究的现状及前景
    1.3 电极材料
        1.3.1 碳材料
        1.3.2 金属氧化物材料
        1.3.3 导电聚合物材料
    1.4 聚吡咯及壳聚糖
        1.4.1 聚吡咯
        1.4.2 壳聚糖
    1.5 电极成型方法
        1.5.1 涂覆成型
        1.5.2 电沉积成型
        1.5.3 模压成型
    1.6 研究意义与内容
        1.6.1 研究意义
        1.6.2 研究内容
2 聚吡咯/壳聚糖复合材料制备及条件优化
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验试剂与仪器
        2.1.2 聚吡咯/壳聚糖复合材料的制备
        2.1.3 聚吡咯/壳聚糖复合材料的表征
    2.2 聚吡咯/壳聚糖复合材料的表征及条件优化
        2.2.1 CS、PPy、PPy/CS复合材料的表征
        2.2.2 不同的氧化剂对PPy/CS复合材料性能的影响
        2.2.3 壳聚糖对PPy/CS复合材料性能的影响
        2.2.4 聚吡咯对PPy/CS复合材料性能的影响
        2.2.5 掺杂剂对PPy/CS复合材料性能的影响
        2.2.6 氧化剂对PPy/CS复合材料性能的影响
    2.3 本章小结
3 聚吡咯/壳聚糖热压成型及工艺条件的优化
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验试剂及仪器
        3.1.2 聚吡咯/壳聚糖复合电极的成型
        3.1.3 聚吡咯/壳聚糖复合电极的表征
    3.2 聚吡咯/壳聚糖复合电极成型条件的优化
        3.2.1 导电剂对PPy/CS复合电极性能的影响
        3.2.2 热压温度对PPy/CS复合电极性能的影响
        3.2.3 热压时间对PPy/CS复合电极性能的影响
        3.2.4 成型压力对PPy/CS复合电极性能的影响
        3.2.5 比表面积对PPy/CS复合电极性能的影响
    3.3 聚吡咯/壳聚糖复合电极电化学稳定性的测试
    3.4 本章小结
4 聚吡咯/壳聚糖复合电极吸附金属离子
    4.1 实验部分
        4.1.1 实验试剂及仪器
        4.1.2 聚吡咯/壳聚糖复合电极吸附的过程
        4.1.3 聚吡咯/壳聚糖复合电极吸附的装置
        4.1.4 聚吡咯/壳聚糖复合电极吸附实验的检测表征
        4.1.5 聚吡咯/壳聚糖复合电极吸附动力学研究
    4.2 聚吡咯/壳聚糖复合电极吸附Cu~(2+)的研究
        4.2.1 初始浓度对PPy/CS复合电极吸附的影响
        4.2.2 电压对PPy/CS复合电极吸附的影响
        4.2.3 PPy/CS复合电极的饱和吸附量
        4.2.4 PPy/CS复合电极的再生率
        4.2.5 PPy/CS复合电极的稳定性
    4.3 聚吡咯/壳聚糖复合电极对不同金属离子的吸附
    4.4 本章小结
5 结论与建议
    5.1 结论
    5.2 建议
参考文献
附录 攻读硕士期间的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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[4]活性炭纤维电极电吸附脱盐研究[D]. 马爱鹏.河北工程大学 2011
[5]电吸附法去除水中重金属离子的研究[D]. 王璐.西安建筑科技大学 2010



本文编号：3671648