KOH和NTP活化石墨烯的制备及其对芳香化合物的吸附性能研究
发布时间：2020-12-04 08:01
芳香化合物（ACs）是废水中分布广泛的一类有机污染物,对生态环境和人体健康构成了极大的威胁。ACs往往具有难降解性,环境持久性,“致癌、致畸、致突变”的特性,需要采取恰当的处理方法对废水中的ACs进行去除。物化处理法是一种通过转移ACs进而实现废水净化的方法。其中,吸附法是一种常见的,环保的,经济的选择,能够将水体中的污染物转移到吸附剂。吸附剂的性能往往决定着吸附效率的高低,因而寻找具有高选择性和高活性的吸附剂至关重要。随着纳米技术的快速发展,纳米材料在废水的净化处理领域的应用必将是大势所趋。石墨烯（GN）具有独特的由碳原子所组成的蜂窝形层状结构和平坦而广阔的表面,这些特性大大增加了GN与吸附质的接触面积,因而GN被认为是一种十分适合作为吸附剂的碳纳米材料。然而,市售商用GN的质量良莠不齐,限制了GN作为吸附剂的应用。通常,市售GN存在比表面积较低,活性位点不丰富,含氧官能团残余多等缺陷,研究者们迫切需要对市售GN进行功能化的修饰以便在废水处理尤其是含有ACs的有机废水领域中得到更好的应用。本研究分别采用了化学活化法和物理活化法对GN进行了改性,得到了K-GN和M-GN,并结合BET、...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
GN的结构示意图
昆明理工大学硕士学位论文21石英钵中充分碾碎成粉末状，逐次加入GN慢慢的研磨均匀，以保证活化反应。将样品盛装于石英舟中放入管中，通入惰性气氛N2至管式炉中吹扫半个小时，以保证管内空气充分排空。调节管式炉的升温速率为10℃/min，温度为750℃，通入N2吹扫2h。待管式炉内温度降低后，取出产物以二次蒸馏水清洗至pH为中性，放入100℃的烘箱中烘干。烘干后得到的产物记为K-GN。不经过KOH处理的样品以同样的步骤进行高温活化，其产物记为P-GN。反应方程式为：400℃—：2C+6KOH→2K+2K2CO3+3H2↑（刻蚀)（3.1）700℃—：K2CO3→K2O+CO2↑(活化）（3.2）图3.1化学活化法的实验装置示意图Figure3.1TheschematicdiagramofexperimentalapparatusforchemicalModification3.2.2NTP活化石墨烯的制备物理活化：如图3.2所示为为NTP活化GN的实验装置示意图。称取等量的GP（30g）和GN（30mg）放入自制石英管中（见图3.3）。密封后，确保电极位于管中央，防止出现放电不均匀的情况。通入空气，设置气体流量为2.5ml/min。分别接入高压电极和低压电极，待气流稳KOH:GN=4:水洗干燥，得到产物P-GN,K-GN
第三章实验方法和条件22定后开启NTP装置。放电条件设置为：输出电压为45V，输出频率为80HZ。为了研究放电时间对材料表面特性的影响，设置放电时间为：5min,10min,30min。其活化产物分别记为GN-5min,GN-10min,GN-30min。同样的，考虑到放电频率对材料的性质也有影响，设置放电频率为80HZ,100HZ,120HZ。其活化后得到的产物分别记为：GN-30min,80HZ,GN-30min,100HZ,GN-30min,120HZ。NTP活化产物统称为M-GN/M-GP。反应机理为：放电条件下，气体粒子间发生激发、离解、电离、电荷交换，得到激发态分子/原子、正负离子、自由基，进而与GN/GP发生反应。a.气体b.流量计c.数显仪d.石英管e.等离子体装置f.废液瓶图3.2NTP活化法的实验装置示意图Figure3.2TheschematicdiagramofexperimentalapparatusforNTPmodificationmethoda.gasb.flowmeterc.digitaldisplayd.quartztubee.plasmadevicef.wasteliquidbottle排入大气
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国石墨烯产业标准发展建议[J]. 赵秀婷,班建伟,周静,孟艳芳. 高科技与产业化. 2018(03)
[2]石墨烯产业化进展及发展建议[J]. 马岸桢. 石油化工应用. 2015(10)
[3]硝基苯污染的修复研究进展[J]. 张迎迎,迟向群,王道胜,王飞华,梁威. 环境科学与技术. 2015(03)
[4]活性炭制备及其活化机理研究进展[J]. 张本镔,刘运权,叶跃元. 现代化工. 2014(03)
[5]活性炭吸附-Fenton氧化处理高盐有机废水[J]. 易斌,杨春平,郭俊元,杨益,陈雄,李小豹. 环境工程学报. 2013(03)
[6]水体硝基苯类环境激素的环境过程研究[J]. 杜庆才,胡春香,刘永定,王敏. 宜春学院学报. 2011(12)
[7]石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用[J]. 胡耀娟,金娟,张卉,吴萍,蔡称心. 物理化学学报. 2010(08)
[8]常压空气介质阻挡放电的能量传递过程[J]. 丁伟,何立明,宋振兴. 高电压技术. 2010(03)
[9]硝基苯的蓄积毒性和氧化损伤[J]. 邢厚娟,王殿奎,张春红,徐世文. 环境化学. 2009(02)
[10]饮用水中重点有机污染物对人体健康危害的研究进展[J]. 吕炜. 中国预防医学杂志. 2007(05)
硕士论文
[1]硝基苯对鲢、鳙胚胎发育及斑马鱼细胞DNA的影响[D]. 方静杰.东北农业大学 2008
本文编号：2897254
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
GN的结构示意图
昆明理工大学硕士学位论文21石英钵中充分碾碎成粉末状，逐次加入GN慢慢的研磨均匀，以保证活化反应。将样品盛装于石英舟中放入管中，通入惰性气氛N2至管式炉中吹扫半个小时，以保证管内空气充分排空。调节管式炉的升温速率为10℃/min，温度为750℃，通入N2吹扫2h。待管式炉内温度降低后，取出产物以二次蒸馏水清洗至pH为中性，放入100℃的烘箱中烘干。烘干后得到的产物记为K-GN。不经过KOH处理的样品以同样的步骤进行高温活化，其产物记为P-GN。反应方程式为：400℃—：2C+6KOH→2K+2K2CO3+3H2↑（刻蚀)（3.1）700℃—：K2CO3→K2O+CO2↑(活化）（3.2）图3.1化学活化法的实验装置示意图Figure3.1TheschematicdiagramofexperimentalapparatusforchemicalModification3.2.2NTP活化石墨烯的制备物理活化：如图3.2所示为为NTP活化GN的实验装置示意图。称取等量的GP（30g）和GN（30mg）放入自制石英管中（见图3.3）。密封后，确保电极位于管中央，防止出现放电不均匀的情况。通入空气，设置气体流量为2.5ml/min。分别接入高压电极和低压电极，待气流稳KOH:GN=4:水洗干燥，得到产物P-GN,K-GN
第三章实验方法和条件22定后开启NTP装置。放电条件设置为：输出电压为45V，输出频率为80HZ。为了研究放电时间对材料表面特性的影响，设置放电时间为：5min,10min,30min。其活化产物分别记为GN-5min,GN-10min,GN-30min。同样的，考虑到放电频率对材料的性质也有影响，设置放电频率为80HZ,100HZ,120HZ。其活化后得到的产物分别记为：GN-30min,80HZ,GN-30min,100HZ,GN-30min,120HZ。NTP活化产物统称为M-GN/M-GP。反应机理为：放电条件下，气体粒子间发生激发、离解、电离、电荷交换，得到激发态分子/原子、正负离子、自由基，进而与GN/GP发生反应。a.气体b.流量计c.数显仪d.石英管e.等离子体装置f.废液瓶图3.2NTP活化法的实验装置示意图Figure3.2TheschematicdiagramofexperimentalapparatusforNTPmodificationmethoda.gasb.flowmeterc.digitaldisplayd.quartztubee.plasmadevicef.wasteliquidbottle排入大气
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国石墨烯产业标准发展建议[J]. 赵秀婷,班建伟,周静,孟艳芳. 高科技与产业化. 2018(03)
[2]石墨烯产业化进展及发展建议[J]. 马岸桢. 石油化工应用. 2015(10)
[3]硝基苯污染的修复研究进展[J]. 张迎迎,迟向群,王道胜,王飞华,梁威. 环境科学与技术. 2015(03)
[4]活性炭制备及其活化机理研究进展[J]. 张本镔,刘运权,叶跃元. 现代化工. 2014(03)
[5]活性炭吸附-Fenton氧化处理高盐有机废水[J]. 易斌,杨春平,郭俊元,杨益,陈雄,李小豹. 环境工程学报. 2013(03)
[6]水体硝基苯类环境激素的环境过程研究[J]. 杜庆才,胡春香,刘永定,王敏. 宜春学院学报. 2011(12)
[7]石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用[J]. 胡耀娟,金娟,张卉,吴萍,蔡称心. 物理化学学报. 2010(08)
[8]常压空气介质阻挡放电的能量传递过程[J]. 丁伟,何立明,宋振兴. 高电压技术. 2010(03)
[9]硝基苯的蓄积毒性和氧化损伤[J]. 邢厚娟,王殿奎,张春红,徐世文. 环境化学. 2009(02)
[10]饮用水中重点有机污染物对人体健康危害的研究进展[J]. 吕炜. 中国预防医学杂志. 2007(05)
硕士论文
[1]硝基苯对鲢、鳙胚胎发育及斑马鱼细胞DNA的影响[D]. 方静杰.东北农业大学 2008
本文编号：2897254
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