废报纸基纤维素复合气凝胶的制备及吸附性能研究

发布时间：2020-06-28 09:36

【摘要】：针对轻工纺织、印刷皮革以及化工行业排放的废水中含有不溶性油类和可溶性染料,其成分复杂,毒性极强,自然条件下难降解,严重破坏环境并造成人体多项疾病。废水净化成为保护生态环境亟需解决的问题之一。吸附技术工艺简单、能耗低,所应用的吸附剂因种类繁多和优良性能,吸引了众多学者的注意。气凝胶属于网络多孔吸附材料,在油污清理和污水净化方向有着广阔的应用,但较低的污染物吸附效率限制了实际的应用发展。为了提高气凝胶的吸油性能并考虑到绿色环保经济性,本文以生活废报纸为原材,制备了质轻、高孔隙率的纤维素气凝胶(WA)。在此基础上,经甲基三甲氧基硅烷(MTMS)改性后得到疏水亲油的废报纸纤维素气凝胶(WTA)。SEM表明WA呈立体交织网状,具有大的比表面积,FTIR和XRD表明改性后在WE的表面成功引入了疏水性的硅烷基团。在20s可以实现油水混合物分离,对GS-1泵油的吸附增量和吸附量最高达961.4%和11.4 g/g,比WA提升了3-4倍,且在4次循环吸油后的吸附量依旧可达7.4 g/g,可以作为潜在的吸油材料。在废报纸纤维素(WE)中添加不同质量分数的石墨烯(GNS)和氧化石墨烯(GO)制备了WE/GNS(WNS)和WE/GO(WOS)复合气凝胶。GO或GNS与WE形成的氢键作用力使得复合气凝胶具有多片层形貌和强稳定性。由于GO和GNS表面电负性的不同,对MB和CR的吸附存在显著差异。当复合0.5%w/v GO时,WA对MB的静电力使得吸附量从65.4提高到154.1μmol/g,而GO与CR存在的电荷斥力使其仅达到70.2%。对应的WNS在MB中获得了几乎不变的吸附量,但GNS与CR之间的π-π键力使得吸附量达到128.6 μmol/g,是WA的2.4倍,染料吸附完全符合Langmuir等温线、准二阶动力学和内扩散模型。作为一种新型复合吸附剂,WNS和WOS可以去除废水中的阴阳离子染料,满足实际应用的需要。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ427.26
【图文】：

电荷,吸附机理,纤维素,染料

1 绪论力，包括静电引力、电荷斥力或其他键能作用力[26]积能够有效捕获染料分子物，对应的形成多层吸附位。Dávila-Jiménez 等[27]从农业植物中制备了含有不同维素物，并研究了各基团分别与碱性蓝 41（BB41）、）三种水性染料的电荷吸附机理（图 1-1），表明带大小相关。Wang 等[28]通过在苯醌（BQ）和蒽醌（程度的 Li 离子，研究了石墨烯与不同锂化离子之间的的苯环结构与石墨烯的六元环结构存在强的π-Li-π相越高，作用力越强，有效去除水溶液中的有机污染物

锂化,吸附机理,石墨,相互作用力

B5）三种水性染料的电荷吸附机理（图 1-1），表明带电的大小相关。Wang 等[28]通过在苯醌（BQ）和蒽醌（AQ同程度的 Li 离子，研究了石墨烯与不同锂化离子之间的吸物的苯环结构与石墨烯的六元环结构存在强的π-Li-π相互作的越高，作用力越强，有效去除水溶液中的有机污染物。1 纤维素表面不同电荷与 BB41、AB74 和 RB5 三种染料的电荷吸附dsorption mechanism of different charges on cellulose surface with BBdyes

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