石墨烯气凝胶材料用于水体中污染物的吸附萃取及催化降解

发布时间：2020-12-11 08:45

　　自石墨烯被发现以来,有关石墨烯的改性和应用的研究日趋蓬勃。具有三维结构的石墨烯气凝胶吸附性能优异,赢得了人们的广泛关注。（1）通过交联聚乙烯醇（PVA）和氧化石墨烯（GO）制备了两亲性（亲水性和亲油性）可调、可压缩和可自我恢复的石墨烯气凝胶（GA）,用于吸附不同亲水或疏水性的四种染料。通过改变PVA/GA的比例实现可调的两亲性;由于PVA的交联作用,GA具有良好的可压缩回弹性。基于这种特殊性质,吸附后的洗脱只需要采用挤压方式便可,有利于快速解吸并循环使用。研究结果表明,这种两亲性,可压缩回弹GA能够高效吸附处理染料废水,仅需15 min即可达到吸附平衡,对孔雀石绿的吸附容量为0.352 mg/mg,10次循环使用吸附容量仍达到初次使用时的89.5%,非常适合用作于处理染料废水的吸附剂。GA合成操作简单,成本低,无毒,易于使用,可回收、吸附能力高等优点使其具有应用于大规模工业过程的潜力。（2）将两亲性可调、可压缩回弹的GA用作注射器内固相萃取的吸附剂,利用GA对芳香类物质特有的选择性吸附富集水体中西维因和利谷隆农药,石油醚洗脱,高效液相色谱法（HPLC-UV）分析西维因和利谷隆含量。结果... 

【文章来源】：江苏科技大学江苏省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 石墨烯的研究进展
        1.1.1 石墨烯的制备方法
        1.1.2 石墨烯的应用
    1.2 石墨烯气凝胶的研究进展
        1.2.1 石墨烯气凝胶的合成方法
        1.2.2 石墨烯气凝胶的应用
    1.3 固相萃取的研究进展
    1.4 染料吸附处理方法的研究进展
    1.5 选题意义及主要研究内容
        1.5.1 选题意义
        1.5.2 主要研究内容
第2章 实验试剂及仪器
    2.1 实验涉及仪器和药品
        2.1.1 化学试剂和规格
        2.1.2 实验仪器
    2.2 分析测试方法
        2.2.1 XRD分析
        2.2.2 SEM分析
        2.2.3 BET分析
        2.2.4 XPS分析
        2.2.5 FT-IR光谱
        2.2.6 UV-Vis吸收光谱
    2.3 计算化学研究方法及工具简介
        2.3.1 GFN2-xTB理论方法简介
        2.3.2 计算工具简介
第3章 可压缩回弹、两亲性可调的石墨烯气凝胶在染料吸附处理中的应用
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 氧化石墨烯溶液制备
        3.2.2 PVA溶液配制
        3.2.3 交联剂配制
        3.2.4 可恢复石墨烯气凝胶合成
        3.2.5 染料吸附研究步骤
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 GO与GA的表征
        3.3.2 GA吸附染料的条件优化
        3.3.3 GA对染料的吸附等温线研究
        3.3.4 GA吸附染料的反应动力学研究
        3.3.5 GA对染料吸附行为的计算化学研究
        3.3.6 GA循环利用
    3.4 小结
第4章 可压缩回弹、两亲性可调的石墨烯气凝胶在固相萃取中的应用
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 GA合成
        4.2.2 GA固相萃取步骤
        4.2.3 高效液相色谱HPLC分析步骤
        4.2.4 校准曲线的测定
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 校准曲线的测定
        4.3.2 萃取温度对SPE富集倍数的影响
        4.3.3 萃取时间被SPE富集倍数的影响
        4.3.4 样品溶液pH对SPE富集倍数的影响
        4.3.5 洗脱剂对SPE富集倍数的影响
        4.3.6 GA循环利用
        4.3.7 实际样品分析
    4.4 小结
第5章 ATO负载的石墨烯气凝胶在染料催化降解中的应用
    5.1 前言
    5.2 实验部分
        5.2.1 EGA合成
        5.2.2 ATO合成
        5.2.3 ATO/EGA合成
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 GA、ATO、ATO/EGA的表征
        5.3.2 光照对ATO/EGA吸附催化效果影响
        5.3.3 反应温度对ATO/EGA吸附催化效果影响
        5.3.4 pH对ATO/EGA吸附催化效果影响
        5.3.5 EGA与ATO不同比例对ATO/EGA吸附催化效果影响
        5.3.6 时间对催化效果的影响
    5.4 小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的论文及申请的专利
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯气凝胶的制备与应用研究进展[J]. 迟彩霞,刘越,吴昊,白雪松,孔祥慧,孙红梅,乔秀丽.  应用化工. 2018(09)
[2]石墨烯气凝胶的制备及其对水中油分的吸附特性[J]. 黄剑坤,刘会娥,黄扬帆,马雁冰,丁传芹.  化工学报. 2016(12)
[3]壳聚糖树脂对染料动态吸附性能研究[J]. 郑帅.  染料与染色. 2015(03)
[4]花生壳活性炭吸附染料废水中结晶紫的研究[J]. 张晋峰,张莹琪.  节水灌溉. 2015(04)
[5]原位自组装石墨烯块体材料:性质、结构及pH依赖自组装行为(英文)[J]. 王刚,贾丽涛,侯博,李德宝,王俊刚,孙予罕.  新型炭材料. 2015(01)
[6]双孔介孔碳的合成及其对亚甲基蓝的吸附[J]. 徐恩兵,李坤权,朱志强,贾佳琪,王效华.  环境化学. 2015(01)

博士论文
[1]石墨烯气凝胶的控制制备、改性及性能研究[D]. 胡涵.大连理工大学 2014

硕士论文
[1]固相萃取结合液相色谱测定环境水样中典型有机污染物[D]. 刘洁.烟台大学 2018
[2]具有类过氧化酶特性的纳米材料的制备与催化应用[D]. 孙俊.江苏科技大学 2018



本文编号：2910229