氧化石墨烯功能化材料的制备及对水中有机染料的吸附研究
发布时间：2021-08-08 04:41
社会的发展推动着化工产业的迅速发展,而工业废水的排放量也在不断地增加。印染废水是主要的工业废水之一,其主要来源于染料及染料中间体行业。在有机染料废水中含有大量的有机物和盐份,COD非常高,色泽深,酸碱性强,是非常难处理的废水。氧化石墨烯（GO）是一种很好的二维吸附材料,其表面具有许多含氧环能团,且易于改性。本文合成了三种GO复合材料,然后采用傅里叶红外光谱（FTIR）、拉曼光谱（Raman）、X射线光电子能谱（XPS）、全自动比表面积及孔径分析仪（BET）、X射线粉末衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对三种材料进行了表征。探究了三类材料对不同染料的吸附性能行为和吸附机理。研究内容如下:（1）通过水热法合成了一系列UiO-66-NH2/GO的复合材料。探究了UiO-66-NH2/GO对铬黑T（EBT）有机染料的吸附行为和机理。通过实验发现,UiO-66-NH2/GO-2对EBT的吸附容量最大,为263.158mg/g,吸附的最优条件为:初始EBT浓度为100 mg/L、吸附时间为80 min、pH=1、温度为45℃。UiO...
【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
GO(a)，UiO-66-NH2(b)和UiO-66-NH2/GO-2(c)的外观照片；GO(d-f)，UiO-66-NH2(g-i)，UiO-66-NH2/GO-2(j-1)的SEM图像
氧化石墨烯功能化材料的制备及对水中有机染料的吸附研究23图3-6GO,UiO-66-NH2和UiO-66-NH2/GO-2的拉曼光谱Fig.3-6RamanspectraofGO,UiO-66-NH2andUiO-66-NH2/GO-23.3.2吸附性能研究吸附过程在一定温度的恒温振荡箱中进行。将UiO-66-NH2/GO和UiO-66-NH2加入到一定浓度的铬黑T有机染料当中。通过UV-Vis光谱测定铬黑T染料溶液的最大吸收波长为530.0nm。研究了初始铬黑T浓度、吸附时间、pH值、吸附温度、吸附剂活化和再生对吸附实验的影响。通过公式（2-1）和（2-2）获得吸附容量qe（mg/g）的和吸附率Re（%）。(1)铬黑T初始浓度对吸附性能的影响如图3-7所示，在所有材料中，UiO-66-NH2/GO-2的吸附率和吸附容量最大。结果表明，随着有机染料浓度的增加，所有材料的吸附容量逐渐增加，但吸附速率降低。从图3-7c可以看出，当铬黑T浓度为100mg/L时，吸附速率和吸附容量最佳。这是因为当EBT浓度较低时，材料具有足够的吸附位点，但随着浓度的增加，吸附位点逐渐饱和。从实验结果可以看出，适量的GO可以增加吸附容量，但过量引入可能适得其反。在这些复合材料中，UiO-66-NH2/GO-2的吸附容量和吸附率最高，分别为226.46mg/g和90.6%，与BET表征结果反映的一致。图3-7不同浓度EBT的UiO-66-NH2和UiO-66-NH2/GO的吸附效率（a）和吸附容量（b）；UiO-66-NH2/GO-2对不同浓度EBT（c）的吸附效率和吸附容量
氧化石墨烯功能化材料的制备及对水中有机染料的吸附研究23图3-6GO,UiO-66-NH2和UiO-66-NH2/GO-2的拉曼光谱Fig.3-6RamanspectraofGO,UiO-66-NH2andUiO-66-NH2/GO-23.3.2吸附性能研究吸附过程在一定温度的恒温振荡箱中进行。将UiO-66-NH2/GO和UiO-66-NH2加入到一定浓度的铬黑T有机染料当中。通过UV-Vis光谱测定铬黑T染料溶液的最大吸收波长为530.0nm。研究了初始铬黑T浓度、吸附时间、pH值、吸附温度、吸附剂活化和再生对吸附实验的影响。通过公式（2-1）和（2-2）获得吸附容量qe（mg/g）的和吸附率Re（%）。(1)铬黑T初始浓度对吸附性能的影响如图3-7所示，在所有材料中，UiO-66-NH2/GO-2的吸附率和吸附容量最大。结果表明，随着有机染料浓度的增加，所有材料的吸附容量逐渐增加，但吸附速率降低。从图3-7c可以看出，当铬黑T浓度为100mg/L时，吸附速率和吸附容量最佳。这是因为当EBT浓度较低时，材料具有足够的吸附位点，但随着浓度的增加，吸附位点逐渐饱和。从实验结果可以看出，适量的GO可以增加吸附容量，但过量引入可能适得其反。在这些复合材料中，UiO-66-NH2/GO-2的吸附容量和吸附率最高，分别为226.46mg/g和90.6%，与BET表征结果反映的一致。图3-7不同浓度EBT的UiO-66-NH2和UiO-66-NH2/GO的吸附效率（a）和吸附容量（b）；UiO-66-NH2/GO-2对不同浓度EBT（c）的吸附效率和吸附容量
【参考文献】：
期刊论文
[1]A novel graphene aerogel synthesized from cellulose with high performance for removing MB in water[J]. Jin Li,Qin Wang,Lei Zheng,Hongbo Liu. Journal of Materials Science & Technology. 2020(06)
[2]硅酸镁/PES复合膜吸附材料的制备及其对亚甲基蓝的吸附[J]. 汪清,毛丽莉,王海增. 环境工程学报. 2014(10)
本文编号：3329246
【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
GO(a)，UiO-66-NH2(b)和UiO-66-NH2/GO-2(c)的外观照片；GO(d-f)，UiO-66-NH2(g-i)，UiO-66-NH2/GO-2(j-1)的SEM图像
氧化石墨烯功能化材料的制备及对水中有机染料的吸附研究23图3-6GO,UiO-66-NH2和UiO-66-NH2/GO-2的拉曼光谱Fig.3-6RamanspectraofGO,UiO-66-NH2andUiO-66-NH2/GO-23.3.2吸附性能研究吸附过程在一定温度的恒温振荡箱中进行。将UiO-66-NH2/GO和UiO-66-NH2加入到一定浓度的铬黑T有机染料当中。通过UV-Vis光谱测定铬黑T染料溶液的最大吸收波长为530.0nm。研究了初始铬黑T浓度、吸附时间、pH值、吸附温度、吸附剂活化和再生对吸附实验的影响。通过公式（2-1）和（2-2）获得吸附容量qe（mg/g）的和吸附率Re（%）。(1)铬黑T初始浓度对吸附性能的影响如图3-7所示，在所有材料中，UiO-66-NH2/GO-2的吸附率和吸附容量最大。结果表明，随着有机染料浓度的增加，所有材料的吸附容量逐渐增加，但吸附速率降低。从图3-7c可以看出，当铬黑T浓度为100mg/L时，吸附速率和吸附容量最佳。这是因为当EBT浓度较低时，材料具有足够的吸附位点，但随着浓度的增加，吸附位点逐渐饱和。从实验结果可以看出，适量的GO可以增加吸附容量，但过量引入可能适得其反。在这些复合材料中，UiO-66-NH2/GO-2的吸附容量和吸附率最高，分别为226.46mg/g和90.6%，与BET表征结果反映的一致。图3-7不同浓度EBT的UiO-66-NH2和UiO-66-NH2/GO的吸附效率（a）和吸附容量（b）；UiO-66-NH2/GO-2对不同浓度EBT（c）的吸附效率和吸附容量
氧化石墨烯功能化材料的制备及对水中有机染料的吸附研究23图3-6GO,UiO-66-NH2和UiO-66-NH2/GO-2的拉曼光谱Fig.3-6RamanspectraofGO,UiO-66-NH2andUiO-66-NH2/GO-23.3.2吸附性能研究吸附过程在一定温度的恒温振荡箱中进行。将UiO-66-NH2/GO和UiO-66-NH2加入到一定浓度的铬黑T有机染料当中。通过UV-Vis光谱测定铬黑T染料溶液的最大吸收波长为530.0nm。研究了初始铬黑T浓度、吸附时间、pH值、吸附温度、吸附剂活化和再生对吸附实验的影响。通过公式（2-1）和（2-2）获得吸附容量qe（mg/g）的和吸附率Re（%）。(1)铬黑T初始浓度对吸附性能的影响如图3-7所示，在所有材料中，UiO-66-NH2/GO-2的吸附率和吸附容量最大。结果表明，随着有机染料浓度的增加，所有材料的吸附容量逐渐增加，但吸附速率降低。从图3-7c可以看出，当铬黑T浓度为100mg/L时，吸附速率和吸附容量最佳。这是因为当EBT浓度较低时，材料具有足够的吸附位点，但随着浓度的增加，吸附位点逐渐饱和。从实验结果可以看出，适量的GO可以增加吸附容量，但过量引入可能适得其反。在这些复合材料中，UiO-66-NH2/GO-2的吸附容量和吸附率最高，分别为226.46mg/g和90.6%，与BET表征结果反映的一致。图3-7不同浓度EBT的UiO-66-NH2和UiO-66-NH2/GO的吸附效率（a）和吸附容量（b）；UiO-66-NH2/GO-2对不同浓度EBT（c）的吸附效率和吸附容量
【参考文献】：
期刊论文
[1]A novel graphene aerogel synthesized from cellulose with high performance for removing MB in water[J]. Jin Li,Qin Wang,Lei Zheng,Hongbo Liu. Journal of Materials Science & Technology. 2020(06)
[2]硅酸镁/PES复合膜吸附材料的制备及其对亚甲基蓝的吸附[J]. 汪清,毛丽莉,王海增. 环境工程学报. 2014(10)
本文编号：3329246
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