石墨烯基复合气凝胶的制备以及在有机物吸附中的应用
发布时间：2023-08-30 02:21
近年来,有机污水排放和石油泄漏事故频发,造成水资源严重污染,直接威胁生态平衡和人类健康。迄今为止,人们已经制备了各种炭气凝胶来处理上述污染物。在所有的炭气凝胶中,石墨烯气凝胶因具有极高的比表面积、高的孔隙率、优异的热稳定性和机械性能等优点,受到极大关注并被广泛应用于环境修复领域。然而,利用氧化石墨烯制备石墨烯气凝胶存在一系列的问题,例如:如何抑制石墨烯的团聚问题?如何降低石墨烯气凝胶高成本问题?如何通过结构设计实现优异机械性能和高吸附能力?针对以上问题,本论文从石墨烯气凝胶结构设计和有效复合改性出发,制备高吸附性能的石墨烯基复合气凝胶。具体研究如下:1.首先,将氧化石墨烯和一定量的氧化煤在水溶液中通过自组装进行交联,从而形成石墨烯复合水凝胶,然后进行冷冻干燥、化学气相沉积表面疏水改性,成功地制备疏水多孔的石墨烯/氧化煤复合气凝胶。研究表明,通过对氧化煤添加量的调控,实现了对复合气凝胶的形貌、机械性能和吸附性能调控。当氧化煤和氧化石墨烯的质量比为1:1时,石墨烯复合气凝胶具有优异的吸附能力(196 g g-1)。经过10次吸附循环后,石墨烯复合材料吸附能力仅下降15...
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 水污染
1.2.1 水污染简介
1.2.2 有机污染物的处理方法
1.2.3 吸附材料
1.3 炭气凝胶简介
1.4 石墨烯和石墨烯气凝胶
1.4.1 石墨烯
1.4.2 氧化石墨烯
1.4.3 石墨烯气凝胶简介
1.4.4 石墨烯气凝胶的制备方法
1.5 石墨烯复合气凝胶
1.5.1 石墨烯/纤维素复合气凝胶
1.5.2 石墨烯/碳纳米管复合气凝胶
1.5.3 石墨烯/木质素复合气凝胶
1.5.4 石墨烯/壳聚糖复合气凝胶
1.5.5 石墨烯/静电纺丝纤维复合气凝胶
1.5.6 石墨烯/聚合物复合气凝胶
1.6 本论文的研究思路与研究内容
第2章 石墨烯/氧化煤复合气凝胶的制备及其处理有机物污染物的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料、试剂和设备
2.2.2 氧化煤的制备(CO)
2.2.3 石墨烯/氧化煤复合气凝胶的制备(GC)
2.2.4 硅烷修饰的疏水石墨烯/氧化煤复合气凝胶(MGC)
2.2.5 样品表征
2.2.5.1 场发射扫描电子显微镜(SEM)
2.2.5.2 透射电子显微镜(TEM)
2.2.5.3 傅里叶红外光谱(FT-IR)
2.2.5.4 共聚焦拉曼光谱(Raman)
2.2.5.5 X-射线光电子能谱(XPS)
2.2.5.6 水接触角测试
2.2.5.7 机械性能测试
2.2.5.8 热重分析
2.2.6 吸附实验
2.2.7 吸附循环性实验
2.3 结果与讨论
2.3.1 MGC的形貌
2.3.2 MGC的疏水性能和重量分析
2.3.3 MGC的组成表征
2.3.4 MGC的机械性能和结构表征
2.3.5 选择性吸油的应用
2.3.6 有机物的吸附应用
2.4 小结
第3章 石墨烯/煤基碳纤维复合气凝胶的制备及其处理有机物污染物的应用
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料、试剂和设备
3.2.2 石墨烯/煤基碳纤维复合气凝胶的制备
3.2.3 柔性煤基碳纤维的制备(CCNF)
3.2.4 石墨烯/煤基碳纤维复合气凝胶的制备(GCF)
3.2.5 疏水的石墨烯/煤基碳纤维复合气凝胶的制备(MGCF)
3.2.6 材料的表征和性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 MGCF形貌结构
3.3.2 MGCF组成表征
3.3.3 MGCF机械性能
3.3.4 MGCF在油水分离和有机物吸附方面的应用
3.4 本章小结
第4章 石墨烯/石墨带复合气凝胶的制备及其在有机物吸附方面的应用
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料、试剂和设备
4.2.2 功能化的石墨带的制备(GONR-APTES)
4.2.3 石墨烯/石墨带复合气凝胶的制备(GGNA)
4.2.4 疏水的石墨烯/石墨带复合气凝胶的制备(MGGNA)
4.2.5 材料的表征和性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 MGGNA的形貌结构分析
4.3.2 MGGNA的组成表征
4.3.3 MGGNA气凝胶的润湿性
4.3.4 MGGNA气凝胶的机械性能
4.3.5 MGGNA气凝胶的比表面积分析
4.3.6 GO、GONR-APTES和 MGGNA气凝胶的热重分析
4.3.7 石墨烯复合气凝胶在油水分离和有机溶剂吸附方面的应用
4.4 石墨烯复合气凝胶在原位油水分离中的应用
4.4.1 低粘度有机溶剂的分离
4.4.2 真空泵油分离
4.5 石墨烯复合气凝胶的吸附机理研究
4.6 小结
第5章 全文总结与展望
5.1 全文总结
5.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
本文编号：3844745
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 水污染
1.2.1 水污染简介
1.2.2 有机污染物的处理方法
1.2.3 吸附材料
1.3 炭气凝胶简介
1.4 石墨烯和石墨烯气凝胶
1.4.1 石墨烯
1.4.2 氧化石墨烯
1.4.3 石墨烯气凝胶简介
1.4.4 石墨烯气凝胶的制备方法
1.5 石墨烯复合气凝胶
1.5.1 石墨烯/纤维素复合气凝胶
1.5.2 石墨烯/碳纳米管复合气凝胶
1.5.3 石墨烯/木质素复合气凝胶
1.5.4 石墨烯/壳聚糖复合气凝胶
1.5.5 石墨烯/静电纺丝纤维复合气凝胶
1.5.6 石墨烯/聚合物复合气凝胶
1.6 本论文的研究思路与研究内容
第2章 石墨烯/氧化煤复合气凝胶的制备及其处理有机物污染物的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料、试剂和设备
2.2.2 氧化煤的制备(CO)
2.2.3 石墨烯/氧化煤复合气凝胶的制备(GC)
2.2.4 硅烷修饰的疏水石墨烯/氧化煤复合气凝胶(MGC)
2.2.5 样品表征
2.2.5.1 场发射扫描电子显微镜(SEM)
2.2.5.2 透射电子显微镜(TEM)
2.2.5.3 傅里叶红外光谱(FT-IR)
2.2.5.4 共聚焦拉曼光谱(Raman)
2.2.5.5 X-射线光电子能谱(XPS)
2.2.5.6 水接触角测试
2.2.5.7 机械性能测试
2.2.5.8 热重分析
2.2.6 吸附实验
2.2.7 吸附循环性实验
2.3 结果与讨论
2.3.1 MGC的形貌
2.3.2 MGC的疏水性能和重量分析
2.3.3 MGC的组成表征
2.3.4 MGC的机械性能和结构表征
2.3.5 选择性吸油的应用
2.3.6 有机物的吸附应用
2.4 小结
第3章 石墨烯/煤基碳纤维复合气凝胶的制备及其处理有机物污染物的应用
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料、试剂和设备
3.2.2 石墨烯/煤基碳纤维复合气凝胶的制备
3.2.3 柔性煤基碳纤维的制备(CCNF)
3.2.4 石墨烯/煤基碳纤维复合气凝胶的制备(GCF)
3.2.5 疏水的石墨烯/煤基碳纤维复合气凝胶的制备(MGCF)
3.2.6 材料的表征和性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 MGCF形貌结构
3.3.2 MGCF组成表征
3.3.3 MGCF机械性能
3.3.4 MGCF在油水分离和有机物吸附方面的应用
3.4 本章小结
第4章 石墨烯/石墨带复合气凝胶的制备及其在有机物吸附方面的应用
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料、试剂和设备
4.2.2 功能化的石墨带的制备(GONR-APTES)
4.2.3 石墨烯/石墨带复合气凝胶的制备(GGNA)
4.2.4 疏水的石墨烯/石墨带复合气凝胶的制备(MGGNA)
4.2.5 材料的表征和性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 MGGNA的形貌结构分析
4.3.2 MGGNA的组成表征
4.3.3 MGGNA气凝胶的润湿性
4.3.4 MGGNA气凝胶的机械性能
4.3.5 MGGNA气凝胶的比表面积分析
4.3.6 GO、GONR-APTES和 MGGNA气凝胶的热重分析
4.3.7 石墨烯复合气凝胶在油水分离和有机溶剂吸附方面的应用
4.4 石墨烯复合气凝胶在原位油水分离中的应用
4.4.1 低粘度有机溶剂的分离
4.4.2 真空泵油分离
4.5 石墨烯复合气凝胶的吸附机理研究
4.6 小结
第5章 全文总结与展望
5.1 全文总结
5.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
本文编号：3844745
本文链接：https://www.wllwen.com/wenshubaike/qiuzhijiqiao/3844745.html
最近更新
教材专著
