当前位置:主页 > 科技论文 > 化学工程论文 >

氧化环境中氧化石墨烯的化学结构及性能变化研究

发布时间:2018-04-26 02:32

  本文选题:氧化石墨烯 + 自由基 ; 参考:《东华大学》2017年硕士论文


【摘要】:石墨烯类纳米材料具有多种优良特性,已广泛应用于各种领域。近些年,随着氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)的规模化研究和应用,引发了人们对其潜在安全性和生态风险的关注,因而探索对之行之有效的去除技术十分必要。然而,在水环境领域,大多数研究都将GO当作光催化剂、吸附剂或载体等,而不是一种潜在污染物。本文选取了UV/H2O2、UV/过硫酸盐(Persulfate,PS)两种体系氧化GO,探索了两体系对GO化学结构和性能的影响。研究结果表明:(1)经两种体系氧化后得到的GO含氧官能团的量迅速减少。片状的GO在自由基攻击后碎裂成许多片段。在UV/PS氧化体系中,GO的矿化率达到81.2%,而在UV/H2O2体系中仅为13.8%,说明UV/PS体系可以更有效地降解甚至矿化GO,其有望成为去除水体中GO的有效手段。同时,本文证明在GO作载体或是催化剂应用于活化PS或单过氧硫酸氢盐(Peroxymonosulfate,PMS)产生硫酸根自由基时,其自身结构会发生改变。因此,在GO基复合材料应用于自由基为主的高级氧化体系时,需要特别关注材料的稳定性。(2)考虑到GO在UV/H2O2和UV/PS体系中结构和形貌会发生改变,研究了GO经这两种氧化体系处理后对亚甲基蓝(Methylene Blue,MB)的吸附性能变化情况。结果表明:经UV/H2O2和UV/PS体系氧化1 h后,GOs表面的含氧官能团数量就开始明显减少;对其进行动力学和热力学拟合表明该吸附过程更符合准二级动力学(R20.999)和Langmuir模型。在该模型下,经UV/H2O2和UV/PS分别氧化1、2、4 h后MB饱和吸附量依次为580.26、591.80、598.63、521.77、554.91和568.00 mg/g。经氧化处理后的GOs的吸附性能随着氧化时间的延长,会有所减弱,尤其在UV/PS体系中表现得更为显著。
[Abstract]:Graphene nanomaterials have been widely used in various fields because of their excellent properties. In recent years, with the large-scale research and application of graphene oxide oxide (GOO), attention has been paid to its potential safety and ecological risks, so it is necessary to explore effective removal technology. However, in the field of water environment, go is widely used as photocatalyst, adsorbent or carrier, rather than as a potential pollutant. In this paper, the oxidation of goo by UV / H _ 2O _ 2O _ 2 / PersulfatePS-persulfate system was studied, and the effects of the two systems on the chemical structure and properties of go were investigated. The results show that the oxygen content of go functional groups decreased rapidly after the oxidation of the two systems. The flake go is broken into many fragments after free radical attack. The mineralization rate of go reached 81.2 in UV/PS oxidation system and 13.8in UV/H2O2 system, indicating that UV/PS system can degrade or even mineralize goo more effectively, which is expected to be an effective means to remove go in water. At the same time, it is shown that when go is used as carrier or catalyst to activate PS or peroxymonosulfate PMSs to produce sulfate radical, its structure will change. Therefore, when go matrix composites are used in advanced oxidation systems dominated by free radicals, special attention should be paid to the stability of the materials.) it is considered that the structure and morphology of go in UV/H2O2 and UV/PS systems will change. The changes of adsorption properties of go for methylene blue methylene (MBB) after treatment with these two oxidation systems were studied. The results show that the number of oxygen functional groups on the surface of UV/H2O2 and UV/PS begins to decrease after oxidation for 1 h, and the kinetic and thermodynamic simulations show that the adsorption process is more in line with the quasi-second-order kinetic model R20.999) and the Langmuir model. Under this model, the saturated adsorption capacity of MB was 580.26591.80, 598.63521.77.71,554.91 and 568.00 mg / g, respectively, after oxidized by UV/H2O2 and UV/PS for 4 h. The adsorption properties of GOs treated by oxidation will weaken with the prolongation of oxidation time, especially in UV/PS system.
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TQ127.11;X505

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;石墨烯相变研究取得新进展[J];润滑与密封;2009年05期

2 ;科学家首次用纳米管制造出石墨烯带[J];电子元件与材料;2009年06期

3 ;石墨烯研究取得系列进展[J];高科技与产业化;2009年06期

4 ;新材料石墨烯[J];材料工程;2009年08期

5 ;日本开发出在蓝宝石底板上制备石墨烯的技术[J];硅酸盐通报;2009年04期

6 马圣乾;裴立振;康英杰;;石墨烯研究进展[J];现代物理知识;2009年04期

7 傅强;包信和;;石墨烯的化学研究进展[J];科学通报;2009年18期

8 ;纳米中心石墨烯相变研究取得新进展[J];电子元件与材料;2009年10期

9 徐秀娟;秦金贵;李振;;石墨烯研究进展[J];化学进展;2009年12期

10 张伟娜;何伟;张新荔;;石墨烯的制备方法及其应用特性[J];化工新型材料;2010年S1期

相关会议论文 前10条

1 成会明;;石墨烯的制备与应用探索[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

2 钱文;郝瑞;侯仰龙;;液相剥离制备高质量石墨烯及其功能化[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年

3 张甲;胡平安;王振龙;李乐;;石墨烯制备技术与应用研究的最新进展[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第3分册)[C];2010年

4 赵东林;白利忠;谢卫刚;沈曾民;;石墨烯的制备及其微波吸收性能研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年

5 沈志刚;李金芝;易敏;;射流空化方法制备石墨烯研究[A];颗粒学最新进展研讨会——暨第十届全国颗粒制备与处理研讨会论文集[C];2011年

6 王冕;钱林茂;;石墨烯的微观摩擦行为研究[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年

7 赵福刚;李维实;;树枝状结构功能化石墨烯[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年

8 吴孝松;;碳化硅表面的外延石墨烯[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年

9 周震;;后石墨烯和无机石墨烯材料:计算与实验的结合[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年

10 周琳;周璐珊;李波;吴迪;彭海琳;刘忠范;;石墨烯光化学修饰及尺寸效应研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年

相关重要报纸文章 前10条

1 姚耀;石墨烯研究取得系列进展[N];中国化工报;2009年

2 刘霞;韩用石墨烯制造出柔性透明触摸屏[N];科技日报;2010年

3 记者 王艳红;“解密”石墨烯到底有多奇妙[N];新华每日电讯;2010年

4 本报记者 李好宇 张們捷(实习) 特约记者 李季;石墨烯未来应用的十大猜想[N];电脑报;2010年

5 证券时报记者 向南;石墨烯贵过黄金15倍 生产不易炒作先行[N];证券时报;2010年

6 本报特约撰稿 吴康迪;石墨烯 何以结缘诺贝尔奖[N];计算机世界;2010年

7 记者 谢荣 通讯员 夏永祥 陈海泉 张光杰;石墨烯在泰实现产业化[N];泰州日报;2010年

8 本报记者 纪爱玲;石墨烯:市场未启 炒作先行[N];中国高新技术产业导报;2011年

9 周科竞;再说石墨烯的是与非[N];北京商报;2011年

10 王小龙;新型石墨烯材料薄如纸硬如钢[N];科技日报;2011年

相关博士学位论文 前10条

1 吕敏;双层石墨烯的电和磁响应[D];中国科学技术大学;2011年

2 罗大超;化学修饰石墨烯的分离与评价[D];北京化工大学;2011年

3 唐秀之;氧化石墨烯表面功能化修饰[D];北京化工大学;2012年

4 王崇;石墨烯中缺陷修复机理的理论研究[D];吉林大学;2013年

5 盛凯旋;石墨烯组装体的制备及其电化学应用研究[D];清华大学;2013年

6 姜丽丽;石墨烯及其复合薄膜在电极材料中的研究[D];西南交通大学;2015年

7 姚成立;多级结构石墨烯/无机非金属复合材料的仿生合成及机理研究[D];安徽大学;2015年

8 伊丁;石墨烯吸附与自旋极化的第一性原理研究[D];山东大学;2015年

9 梁巍;基于石墨烯的氧还原电催化剂的理论计算研究[D];武汉大学;2014年

10 王义;石墨烯的模板导向制备及在电化学储能和肿瘤靶向诊疗方面的应用[D];复旦大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 孙林燕;氧化环境中氧化石墨烯的化学结构及性能变化研究[D];东华大学;2017年

2 詹晓伟;碳化硅外延石墨烯以及分子动力学模拟研究[D];西安电子科技大学;2011年

3 王晨;石墨烯的微观结构及其对电化学性能的影响[D];北京化工大学;2011年

4 苗伟;石墨烯制备及其缺陷研究[D];西北大学;2011年

5 蔡宇凯;一种新型结构的石墨烯纳米器件的研究[D];南京邮电大学;2012年

6 金丽玲;功能化石墨烯的酶学效应研究[D];苏州大学;2012年

7 黄凌燕;石墨烯拉伸性能与尺度效应的研究[D];华南理工大学;2012年

8 刘汝盟;石墨烯热振动分析[D];南京航空航天大学;2012年

9 雷军;碳化硅上石墨烯的制备与表征[D];西安电子科技大学;2012年

10 于金海;石墨烯的非共价功能化修饰及载药系统研究[D];青岛科技大学;2012年



本文编号:1804105

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/1804105.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户814d6***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com