氧化石墨烯/天然高分子复合水凝胶的制备及对阳离子染料吸附性能
发布时间：2024-12-10 03:24
氧化石墨烯(GO)作为具有多种含氧官能团的碳纳米材料,亲水性强,已被广泛应用于水凝胶制备中;阿拉伯胶(GA)是一种天然高分子,安全无害、廉价易得、生物相容性高且可以生物降解,含有羟基(OH)、羧基(COOH)等基团,具有亲水性,是制备生物质吸附剂的良好材料。本文首先采用改进Hummers法来制备GO,然后以GA、GO为添加组分,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酰胺(AM)为有机单体,通过一步水热法来分别制备GO/GA-g-PAMPS和GO/GA-g-P(AMPS-co-AM)两种复合水凝胶。复合水凝胶的结构利用FTIR、XRD和SEM进行表征。研究了GO含量、GA含量、盐溶液浓度、溶液p H、染料初始浓度、吸附时间、吸附温度对阳离子染料亚甲基蓝(MB)和结晶紫(CV)吸附性能影响,并对吸附机理进行了讨论。实验结果如下:1、GO/GA-g-PAMPS复合水凝胶以GO质量浓度为0.3 g/L、GA为0.3 g、AMPS为2.0 g,60℃恒温反应为最佳制备条件。FTIR结果表明GO与高分子GA、有机单体AMPS等发生了接枝共聚反应;XRD结果表明复合水凝胶具有无定形结构,GO...
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 染料概述
1.1.1 染料简介和危害
1.1.2 吸附法在染料废水去除中的应用
1.2 氧化石墨烯及其在水处理中的应用
1.2.1 石墨烯简介
1.2.2 氧化石墨烯(GO)简介
1.2.3 GO制备方法
1.2.4 GO在水处理中的应用
1.3 水凝胶概述
1.3.1 水凝胶简介
1.3.2 天然高分子水凝胶
1.3.2.1 明胶水凝胶
1.3.2.2 海藻酸钠水凝胶
1.3.2.3 壳聚糖水凝胶
1.3.3 氧化石墨烯/高分子纳米复合水凝胶
1.4 复合水凝胶材料
1.4.1 阿拉伯胶
1.4.2 丙烯酰胺
1.4.3 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸
1.5 本论文的研究目的、内容和创新点
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究内容
1.5.3 创新点
第二章 GO/GA-g-PAMPS复合水凝胶的制备及其对阳离子染料吸附
2.1 实验部分
2.1.1 试剂和仪器
2.1.2 样品制备
2.1.3 GO/GA-g-PAMPS复合水凝胶的表征
2.1.3.1 扫描电子显微镜(SEM)分析
2.1.3.2 X 射线衍射仪(XRD)分析
2.1.3.3 傅里叶变换红外光谱(FTIR)
2.1.4 GO/GA-g-PAMPS复合水凝胶性能测试
2.1.4.1 阳离子染料吸附平衡测定
2.1.4.2 溶液pH吸附性能研究
2.1.4.3 盐溶液吸附性能研究
2.1.4.4 时间及吸附动力学研究
2.1.4.5 温度及吸附等温线研究
2.1.4.6 吸附热力学研究
2.1.4.7 反复吸附性能研究
2.2 结果与讨论
2.2.1 GO/GA-g-PAMPS复合水凝胶的表征
2.2.1.1 扫描电子显微镜(SEM)分析
2.2.1.2 X射线衍射仪(XRD)分析
2.2.1.3 傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析
2.2.2 GO/GA-g-PAMPS复合水凝胶力学性能测试
2.2.3 GO/GA-g-PAMPS水凝胶吸附性能测定
2.2.3.1 GO含量对吸附性能影响
2.2.3.2 GA含量对吸附性能影响
2.2.3.3 pH对吸附性能影响
2.2.3.4 盐溶液对吸附性能影响
2.2.3.5 吸附时间对吸附性能影响和吸附动力学研究
2.2.3.6 吸附温度对吸附性能影响和吸附等温线研究
2.2.3.7 吸附热力学
2.2.3.8 水凝胶反复吸附性能
2.2.4 机理分析
2.3 本章小结
第三章 GO/GA-g-P(AMPS-co-AM)复合水凝胶制备及其对阳离子染料的吸附
3.1 实验部分
3.1.1 实验试剂和仪器
3.1.2 GO/GA-g-P(AMPS-co-AM)复合水凝胶的制备
3.1.3 GO/GA-g-P(AMPS-co-AM)复合水凝胶的表征
3.1.4 GO/GA-g-P(AMPS-co-AM)复合水凝胶的性能测试
3.2 结果与讨论
3.2.1 GO/GA-g-P(AMPS-co-AM)复合水凝胶的表征
3.2.1.1 扫描电子显微镜(SEM)分析
3.2.1.2 X射线衍射仪(XRD)分析
3.2.1.3 傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析
3.2.2 GO/GA-g-P(AMPS-co-AM)复合水凝胶力学性能测试
3.2.3 GO/GA-g-P(AMPS-co-AM)水凝胶吸附性能测定
3.2.3.1 GO含量对吸附性能影响
3.2.3.2 GA含量对吸附性能影响
3.2.2.3 pH对吸附性能影响
3.2.2.4 盐溶液对吸附性能影响
3.2.2.5 时间及吸附动力学研究
3.2.2.6 温度及吸附等温线研究
3.2.2.7 吸附热力学
3.2.2.8 水凝胶反复吸附性能
3.2.4 机理分析
3.3 本章总结
第四章 结论
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果
本文编号：4015529
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 染料概述
1.1.1 染料简介和危害
1.1.2 吸附法在染料废水去除中的应用
1.2 氧化石墨烯及其在水处理中的应用
1.2.1 石墨烯简介
1.2.2 氧化石墨烯(GO)简介
1.2.3 GO制备方法
1.2.4 GO在水处理中的应用
1.3 水凝胶概述
1.3.1 水凝胶简介
1.3.2 天然高分子水凝胶
1.3.2.1 明胶水凝胶
1.3.2.2 海藻酸钠水凝胶
1.3.2.3 壳聚糖水凝胶
1.3.3 氧化石墨烯/高分子纳米复合水凝胶
1.4 复合水凝胶材料
1.4.1 阿拉伯胶
1.4.2 丙烯酰胺
1.4.3 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸
1.5 本论文的研究目的、内容和创新点
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究内容
1.5.3 创新点
第二章 GO/GA-g-PAMPS复合水凝胶的制备及其对阳离子染料吸附
2.1 实验部分
2.1.1 试剂和仪器
2.1.2 样品制备
2.1.3 GO/GA-g-PAMPS复合水凝胶的表征
2.1.3.1 扫描电子显微镜(SEM)分析
2.1.3.2 X 射线衍射仪(XRD)分析
2.1.3.3 傅里叶变换红外光谱(FTIR)
2.1.4 GO/GA-g-PAMPS复合水凝胶性能测试
2.1.4.1 阳离子染料吸附平衡测定
2.1.4.2 溶液pH吸附性能研究
2.1.4.3 盐溶液吸附性能研究
2.1.4.4 时间及吸附动力学研究
2.1.4.5 温度及吸附等温线研究
2.1.4.6 吸附热力学研究
2.1.4.7 反复吸附性能研究
2.2 结果与讨论
2.2.1 GO/GA-g-PAMPS复合水凝胶的表征
2.2.1.1 扫描电子显微镜(SEM)分析
2.2.1.2 X射线衍射仪(XRD)分析
2.2.1.3 傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析
2.2.2 GO/GA-g-PAMPS复合水凝胶力学性能测试
2.2.3 GO/GA-g-PAMPS水凝胶吸附性能测定
2.2.3.1 GO含量对吸附性能影响
2.2.3.2 GA含量对吸附性能影响
2.2.3.3 pH对吸附性能影响
2.2.3.4 盐溶液对吸附性能影响
2.2.3.5 吸附时间对吸附性能影响和吸附动力学研究
2.2.3.6 吸附温度对吸附性能影响和吸附等温线研究
2.2.3.7 吸附热力学
2.2.3.8 水凝胶反复吸附性能
2.2.4 机理分析
2.3 本章小结
第三章 GO/GA-g-P(AMPS-co-AM)复合水凝胶制备及其对阳离子染料的吸附
3.1 实验部分
3.1.1 实验试剂和仪器
3.1.2 GO/GA-g-P(AMPS-co-AM)复合水凝胶的制备
3.1.3 GO/GA-g-P(AMPS-co-AM)复合水凝胶的表征
3.1.4 GO/GA-g-P(AMPS-co-AM)复合水凝胶的性能测试
3.2 结果与讨论
3.2.1 GO/GA-g-P(AMPS-co-AM)复合水凝胶的表征
3.2.1.1 扫描电子显微镜(SEM)分析
3.2.1.2 X射线衍射仪(XRD)分析
3.2.1.3 傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析
3.2.2 GO/GA-g-P(AMPS-co-AM)复合水凝胶力学性能测试
3.2.3 GO/GA-g-P(AMPS-co-AM)水凝胶吸附性能测定
3.2.3.1 GO含量对吸附性能影响
3.2.3.2 GA含量对吸附性能影响
3.2.2.3 pH对吸附性能影响
3.2.2.4 盐溶液对吸附性能影响
3.2.2.5 时间及吸附动力学研究
3.2.2.6 温度及吸附等温线研究
3.2.2.7 吸附热力学
3.2.2.8 水凝胶反复吸附性能
3.2.4 机理分析
3.3 本章总结
第四章 结论
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果
本文编号：4015529
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