生物还原氧化石墨烯基材料的制备及其水处理性能
发布时间：2021-02-02 07:09
石墨烯（graphene）是由单层碳原子堆积形成具有蜂窝晶格状结构的二维纳米材料,巨大的比表面积、优异的化学稳定性和结构稳定性等特性使其具有广阔的应用前景。但石墨烯的制备是限制其应用的瓶颈。在石墨烯制备方法相中,氧化石墨（GO）还原法具有成本低、产量高和可大规模生产等优点,是石墨烯量产潜在有效的途径。目前GO的还原主要通过添加强化学试剂来实现,不仅存在操作风险,化学试剂的残留对环境的二次污染,制备的还原氧化石墨烯（rGO）片层还倾向于团聚和堆叠,影响rGO的性能。生物还原法是一种环境友好的方法,但是目前的生物法还原效率低,反应条件苛刻;此外,粉末状的还原氧化石墨烯自身存在纳米毒性,暴露于环境中会对人体、生物和生态环境产生危害,且难以回收利用。因此,研发高效生物还原氧化石墨烯方法并制备结构稳定的石墨烯材料成为推动石墨烯应用的关键技术。针对上述研究背景及现存问题,本课题组利用筛选得到的海洋菌Shewanella sp.CF8-6为还原剂,实现了 GO的高效还原,制备了表面残留少量含氧官能团,即生物还原氧化石墨烯（Biologically Reduced Graphene Oxide,BRG...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图４－７准一阶动力学方程拟合曲线（ａ?ＭＢ，?ｃＣＲ）和准二阶动力学方程拟合曲线（ｂ?ＭＢ，ｄＣＲ）??Ｆｉｇｕｒｅ?４－７?Ｐｓｅｕｄｏ??
?山东大学硕士学位论文???新进行吸附实验，结果如图４．８所示。可以发现，ＰＶＡ－ＧＡ在重复循环４次之后，??仍能对ＭＢ和ＣＲ具有较好的吸附效果，因此该材料具备较好的再生性，在实际??应用中可以减少成本，具有非常大的应用潜力。??＿＿＿??１２３４５?１?２?３?４?５??Ｃｙｃｌｅ?Ｃｙｃｌｅ??图４－９吸附－解吸循环次数对ＰＶＡ－ＧＡ的吸附染料的影响??Ｆｉｇｕｒｅ?４－９?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｎｕｍｂｅｒ?ｏｆ?ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ－ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｃｙｃｌｅｓ?ｏｎ?ｔｈｅ?ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｏｆ?ｄｙｅｓ?ｏｎ??ＰＶＡ－ＧＡ?ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ．??４．５小结??本章节讨论了?ＰＶＡ量、染料浓度、ＰＶＡ－ＧＡ质量、溶液ｐＨ、反应温度对气??凝胶吸附性能的影响，进一步通过吸附动力学和等温线拟合分析了?ＰＶＡ－ＧＡ的??吸附机理，最后验证了?ＰＶＡ－ＧＡ的循环再生性，所得具体结果及结论如下：??１．通过多组控制变量对比试验可知，当ＰＶＡ／ＢＲＧＯ＝ｌ，ＰＶＡ／ＢＲＧＯ投加量为??１０ｍＬ，?ＭＢ和ＣＲ浓度为５０?ｍｇ／Ｌ，溶液ｐＨ为７，反应温度为２５ｏＣ时，ＰＶＡ－ＧＡ??吸附ＭＢ和ＣＲ会达到最佳去除效果，ＭＢ去除率和平衡吸附量分别为９４．６２％??和１３５．１７?ｍｇ／ｇ，ＣＲ去除率和平衡吸附量分别为９３．９７％和１３４．２４?ｍｇ／ｇ。因此确??定其为ＰＶＡ－ＧＡ吸附染料的最佳参数，并应用此参数到后续的实验研宄中。??２．吸附动力学和吸附等温线拟合结果显示，准二阶动力学模型可以更好地??ＰＶＡ－ＧＡ对两种染料的吸附过程，说明该吸附过程是化学吸附；Ｌａｎｇｍｕｉｒ模型可??以
－?＾?ｆ８５＾．?＊?２５?ｍｇ／Ｌ?１－２－?＃?２５?ｍｇ／Ｌ??妒Ａ?５０?ｍｇ／Ｌ?毳?５０?ｍｇ／Ｌ??２－?Ｉ?▼?７５?ｍｇ／Ｌ?ｌ．〇－?－ｒ?７５?ｍｇ／Ｌ??＊?？?１００?ｍｇ／Ｌ?參?１００?ｍｇ／Ｌ??Ｖ?广??：：?＇?Ｚ??０?２０?４０?６０?８０?１００?１２０?１４０?１６０?１８０?２００?０?２０?４０?６０?８０?１００?１２０?１４０?１６０?１８０?２００??Ｔｉｍｅ?（ｍｉｎ）?Ｔｉｍｅ?（ｍｉｎ）??图５－６准一阶动力学方程拟合曲线（ａ?Ｃｄ２＋，?ｂ?Ｐｂ２＋）和准二阶动力学方程拟合曲线（ｃ?Ｃｄ２＋，ｄ??Ｐｂ２＋）??Ｆｉｇｕｒｅ?５－６?Ｐｓｅｕｄｏ?ｆｉｒｓｔ?ｏｒｄｅｒ?ｋｉｎｅｔｉｃｓ?（ａ?Ｃｄ２＋，?ｂ?Ｐｂ２＋）；?Ｐｓｅｕｄｏ?ｓｅｃｏｎｄ?ｏｒｄｅｒ?ｋｉｎｅｔｉｃｓ?（ｃ?Ｃｄ２＋，?ｄ??Ｐｂ２＋）??表５－１?ＰＶＡ－ＧＡ吸附Ｃｄ２＋和Ｐｂ２＋的动力学拟合参数??Ｔａｂｌｅ?５－１?Ｋｉｎｅｔｉｃｓ?ｆｉｔｔｉｎｇ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｏｆ?ＰＶＡ－ＧＡ?ｆｏｒ?ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｃｄ２＋?ａｎｄ?Ｐｂ２＋．??初始重金属浓度＂＂＂＂?准一阶动力学?准二阶动力学??（ｍｇ／Ｌ）?ｋｌ?（ｍｉｎ－１）?Ｒ２?ｋｌ?（ｍｉｎ＂１）?Ｒ２??１０?－０．０３２３９?０．９９４０?０．００５１９?０．９８１０??２５?－０．０３７２５?０．９４４６?０．００５７８?０．９９０８??Ｃｄ２＋?５０?－０．０３６４３?０．９７２５?０．００６０３?０．９９８３??７
本文编号：3014291
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图４－７准一阶动力学方程拟合曲线（ａ?ＭＢ，?ｃＣＲ）和准二阶动力学方程拟合曲线（ｂ?ＭＢ，ｄＣＲ）??Ｆｉｇｕｒｅ?４－７?Ｐｓｅｕｄｏ??
?山东大学硕士学位论文???新进行吸附实验，结果如图４．８所示。可以发现，ＰＶＡ－ＧＡ在重复循环４次之后，??仍能对ＭＢ和ＣＲ具有较好的吸附效果，因此该材料具备较好的再生性，在实际??应用中可以减少成本，具有非常大的应用潜力。??＿＿＿??１２３４５?１?２?３?４?５??Ｃｙｃｌｅ?Ｃｙｃｌｅ??图４－９吸附－解吸循环次数对ＰＶＡ－ＧＡ的吸附染料的影响??Ｆｉｇｕｒｅ?４－９?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｎｕｍｂｅｒ?ｏｆ?ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ－ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｃｙｃｌｅｓ?ｏｎ?ｔｈｅ?ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｏｆ?ｄｙｅｓ?ｏｎ??ＰＶＡ－ＧＡ?ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ．??４．５小结??本章节讨论了?ＰＶＡ量、染料浓度、ＰＶＡ－ＧＡ质量、溶液ｐＨ、反应温度对气??凝胶吸附性能的影响，进一步通过吸附动力学和等温线拟合分析了?ＰＶＡ－ＧＡ的??吸附机理，最后验证了?ＰＶＡ－ＧＡ的循环再生性，所得具体结果及结论如下：??１．通过多组控制变量对比试验可知，当ＰＶＡ／ＢＲＧＯ＝ｌ，ＰＶＡ／ＢＲＧＯ投加量为??１０ｍＬ，?ＭＢ和ＣＲ浓度为５０?ｍｇ／Ｌ，溶液ｐＨ为７，反应温度为２５ｏＣ时，ＰＶＡ－ＧＡ??吸附ＭＢ和ＣＲ会达到最佳去除效果，ＭＢ去除率和平衡吸附量分别为９４．６２％??和１３５．１７?ｍｇ／ｇ，ＣＲ去除率和平衡吸附量分别为９３．９７％和１３４．２４?ｍｇ／ｇ。因此确??定其为ＰＶＡ－ＧＡ吸附染料的最佳参数，并应用此参数到后续的实验研宄中。??２．吸附动力学和吸附等温线拟合结果显示，准二阶动力学模型可以更好地??ＰＶＡ－ＧＡ对两种染料的吸附过程，说明该吸附过程是化学吸附；Ｌａｎｇｍｕｉｒ模型可??以
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