石墨烯/羟基磷灰石气凝胶的制备及吸附性能的研究

发布时间：2021-01-25 08:54

　　石墨烯（Graphene, GE）气凝胶是一种特殊的三维结构,是近年来碳材料领域研究的焦点之一。其具有优异的稳定性和巨大的比表面积,可作为优异的载体材料和吸附材料。羟基磷灰石（Hydroxyapatite,HA）是硬组织中的无机成分,具有良好的生物相容性,是一种优异的金属离子的吸附材料。因此,本文在结合还原态氧化石墨烯（Reduced-Graphene Oxide,RGO）气凝胶和HA各自优势的基础上,制备了具有三维网络结构的RGO/HA气凝胶,同时分别对水中的Cu2+、刚果红（Congo Red,CR）、 Cu2+口CR共存的吸附性能进行了研究。首先,采用氧化石墨烯（Graphene Oxide,GO）和HA浆料,通过水热法制备了RGO/HA气凝胶,并对其进行了表征。发现GO上的部分含氧官能团在水热过程中会被还原,而添加适量的HA不会影响RGO的自组装过程。同时,较RGO气凝胶而言,RGO/HA气凝胶表面因HA的加入而具有更多的官能团,同时RGO/HA气凝胶具有较大的比表面积。其次,研究了RGO/HA气凝胶在单组份中的吸附性能。发现,较RGO气凝胶和HA而言,RGO/HA气凝胶对Cu... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 水体污染物
        1.1.2 污水处理技术
        1.1.3 吸附材料
    1.2 羟基磷灰石对水中污染物吸附性能研究
        1.2.1 羟基磷灰石的结构与性质
        1.2.2 羟基磷灰石对水中污染物吸附性能研究
    1.3 石墨烯对水中污染物吸附性能研究
        1.3.1 石墨烯结构与性能
        1.3.2 石墨烯的制备方法
        1.3.3 石墨烯在污水处理中的应用
    1.4 本课题的研究目的、意义与研究内容
        1.4.1 本课题的研究目的与意义
        1.4.2 本课题的研究内容
第二章 石墨烯/羟基磷灰石气凝胶的制备与表征
    2.1 引言
    2.2 实验材料与方法
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 仪器及设备
        2.2.3 实验方法
        2.2.4 性能表征
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 样品形貌
        2.3.2 XRD
        2.3.3 FT-IR
        2.3.4 XPS
        2.3.5 SEM
        2.3.6 零电荷点的测定
        2.3.7 比表面积测定
    2.4 本章小结
2+的研究">第三章 石墨烯/羟基磷灰石气凝胶去除水中Cu²⁺的研究
    3.1 引言
    3.2 实验材料与方法
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 仪器及设备
        3.2.3 实验方法
    3.3 实验结果与讨论
2+标准曲线">        3.3.1 Cu²⁺标准曲线
2+吸附效果的对比">        3.3.2 不同RGO/HA气凝胶对Cu²⁺吸附效果的对比
        3.3.3 pH值对吸附效果的影响
        3.3.4 初始浓度对吸附效果的影响
        3.3.5 吸附时间对吸附效果的影响
        3.3.6 温度对吸附效果的影响
        3.3.7 吸附材料投放量对吸附效果的影响
        3.3.8 XRD分析
        3.3.9 FT-IR分析
        3.3.10 SEM分析
2+的机理分析">        3.3.11 RGO/HA气凝胶吸附Cu²⁺的机理分析
    3.4 本章小结
第四章 石墨烯/羟基磷灰石气凝胶对水中刚果红的吸附研究
    4.1 引言
    4.2 实验材料与方法
        4.2.1 试剂名称与规格
        4.2.2 仪器及设备
        4.2.3 实验方法
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 刚果红标准曲线
        4.3.2 不同RGO/HA气凝胶对CR吸附效果的影响
        4.3.3 pH值对吸附效果的影响
        4.3.4 初始浓度对吸附效果的影响
        4.3.5 吸附时间对吸附效果的影响
        4.3.6 温度对吸附效果的影响
        4.3.7 吸附材料投放量对吸附效果的影响
        4.3.8 XRD分析
        4.3.9 FT-IR分析
        4.3.10 SEM分析
        4.3.11 RGO/HA气凝胶吸附CR的机理分析
    4.4 本章小结
2+和刚果红的同时吸附研究">第五章 石墨烯/羟基磷灰石气凝胶对水中Cu²⁺和刚果红的同时吸附研究
    5.1 引言
    5.2 实验材料与方法
        5.2.1 试剂名称与规格
        5.2.2 仪器及设备
        5.2.3 实验方法
    5.3 实验结果与讨论
2+和CR同时吸附的情况">        5.3.1 在不同pH下RGO/HA气凝胶对Cu²⁺和CR同时吸附的情况
        5.3.2 多组分体系吸附相互影响
    5.4 本章小结
结论
下一步工作计划
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
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[2]镉污染地区修复性植物与群落设计[J]. 孙刚,金研铭,徐惠风,马科,冯延涛,李宁.  北方园艺. 2012(22)
[3]Ciprofloxacin adsorption from aqueous solution onto chemically prepared carbon from date palm leaflets[J]. El-Said Ibrahim El-Shafey,Haider Al-Lawati,Asmaa Soliman Al-Sumri.  Journal of Environmental Sciences. 2012(09)
[4]絮凝剂的开发及其应用进展[J]. 熊焕嘉,刘峙嵘.  油气田环境保护. 2011(02)
[5]双环已酮草酰二腙分光光度法快速测定农村饮用水中痕量铜[J]. 董小艳,史黎薇.  中国卫生检验杂志. 2011(04)
[6]富勒烯合成化学研究进展[J]. 邓顺柳,谢素原.  化学进展. 2011(01)
[7]羟基磷灰石纳米粒子制备及其对Pb2+离子的吸附性能[J]. 孙玉绣,周松,杨华.  环境化学. 2010(06)
[8]改性玉米淀粉对Cu2+、Pb2+和Zn2+的吸附特性研究[J]. 廖强强,李义久,相波,季靓,陈琳,何微娜.  环境工程学报. 2010(09)
[9]碳纳米管对污染物的吸附及其在土水环境中的迁移行为[J]. 陈光才,沈秀娥.  环境化学. 2010(02)
[10]介孔羟基磷灰石研究进展[J]. 赵森林,廖立兵.  有色金属. 2009(02)

硕士论文
[1]氧化石墨烯负载砂石滤料对铅离子和亚甲基蓝的吸附研究[D]. 张永亮.湖南大学 2014
[2]纳米羟基磷灰石的制备及其对铅离子的吸附研究[D]. 马安良.济南大学 2013



本文编号：2998947