基于多组分反应构建碳纳米吸附材料及其应用

发布时间：2023-03-11 04:18

　　随着纳米科技的迅速发展,碳纳米材料(CNMs),例如氧化石墨烯(GO)、碳纳米管(CNT)、纳米金刚石(NDs)、介孔碳等正日益成为最受欢迎的纳米材料。其中,CNT由于其优异的光学、化学、电学、力学、热学、和生物学等性能而得到了广泛的应用。除此之外,由于CNT具有较高的比表面和独特的多孔结构,则被认为是去除废水中污染物的潜在吸附剂。然而,原始的CNT的分散性极差,且缺乏官能团,这在很大程度上限制了它在吸附方面的应用。因此,对CNT进行表面功能化修饰对于提高其吸附性能具有重要意义。本研究以原始CNT为基底材料,通过狄尔斯-阿尔德(DA)反应及贻贝仿生化学对其初步改性,同时结合多组分反应,制备了一系列含有丰富官能团的CNT复合材料;并研究了这些CNT复合材料对Cu2+或Eu3+的吸附。本研究的内容主要可分为材料制备及吸附实验两个部分:1.CNT的表面功能化(a)利用贻贝仿生化学对CNT进行初步修饰,使其表面形成一种聚多巴胺(PDA)涂层,得到CNT@PDA;然后CNT@PDA与聚乙烯亚胺(PEI)以及多聚甲醛发生Mannich多组分反应制备得到对Cu2+具有更好吸附性能的CNT@PDA@P...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 环境污染
        1.1.1 水环境污染
        1.1.2 处理方法
    1.2 碳纳米材料
        1.2.1 碳纳米材料的性质
        1.2.2 碳纳米材料的表面改性
    1.3 多组分反应的介绍
    1.4 研究简介
        1.4.1 立题思想
        1.4.2 研究内容
第2章 基于贻贝仿生化学和Mannich反应的CNT表面改性及Cu²⁺吸附研究
    2.1 引言
    2.2 原料和试剂
    2.3 仪器
    2.4 CNT@PDA@PEI复合材料的制备
        2.4.1 CNT@PDA复合材料的制备
        2.4.2 CNT@PDA@PEI复合材料的合成
    2.5 吸附实验
        2.5.1 动力学模型
        2.5.2 等温线模型
        2.5.3 热力学模型
    2.6 结果与讨论
        2.6.1 吸附剂的表征
        2.6.2 接触时间及吸附动力学的影响
        2.6.3 浓度及吸附等温线的影响
        2.6.4 pH值的影响
        2.6.5 温度和热力学研究的影响
    2.7 本章小结
第3章 利用狄尔斯-阿尔德和多组分反应合成高分子修饰的CNT复合材料高效去除Eu3+

    3.1 引言
    3.2 原料与试剂
    3.3 CNT-FFA-PAA复合材料的制备
    3.4 吸附实验
    3.5 结果与讨论
        3.5.1 吸附剂的表征
        3.5.2 接触时间和吸附动力学的影响
        3.5.3 温度和吸附热力学的影响
        3.5.4 pH值的影响
        3.5.5 初始浓度和吸附等温线的影响
    3.6 本章小结
第4章 通过狄尔斯-阿尔德和多组分反应制备海藻酸钠改性的CNT及其Eu³⁺吸附研究
    4.1 引言
    4.2 原料与试剂
    4.3 CNT-FFL-OSA复合材料的制备
    4.4 吸附实验
    4.5 结果与讨论
        4.5.1 吸附剂的表征
        4.5.2 接触时间及吸附动力学的影响
        4.5.3 温度及热力学的影响
        4.5.4 初始浓度及吸附等温线的影响
        4.5.5 pH的影响
    4.6 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3759184

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