功能化磁性石墨烯吸附材料的制備及性能研究.pdf

1、本文在實(shí)驗(yàn)探究的基礎(chǔ)上，引進(jìn)新型材料，改良石墨烯的性能，制備多種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、性能非常好且在外加磁場存在的情況下，很容易從水中分離的吸附材料，用于吸附重金屬離子和染料。
　　(1)通過在磁性Fe3O4納米粒子的表面固定一層介孔二氧化鈦(mTiO2)殼層，然后再與氧化石墨烯(GO)結(jié)合，制備比表面積大、磁響應(yīng)性好、機(jī)械強(qiáng)度高的磁性介孔二氧化鈦/氧化石墨烯（Fe3O4@mTiO2@GO），合成的材料具有可調(diào)孔結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)，F(xiàn)TIR、SE

2、M、VSM、XRD等表征表明已成功合成該吸附劑；磁性介孔二氧化鈦/氧化石墨烯用作吸附劑去除剛果紅(CR)，通過實(shí)驗(yàn)測定吸附條件和吸附劑的重復(fù)使用性，結(jié)果證明最大吸附量為89.95mg·g-1，高于其他吸附劑；另外，F(xiàn)e3O4@mTiO2@GO具有很好的重復(fù)使用性。用擬二級吸附動力學(xué)模型去擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)果證明其具有很好的擬合性，用弗羅因德利希模型擬合吸附等溫線，擬合性很好，該吸附劑可以很好的應(yīng)用到剛果紅的處理中。
　　(2)通過浸

3、漬法制備氧化石墨烯-磁性殼聚糖-離子液體復(fù)合材料，紅外光譜、掃描和X射線衍射的表征結(jié)果表明氧化石墨烯-磁性殼聚糖-離子液體成功合成，且具有大的表面積和良好的磁響應(yīng)性，研究了其對于鉻(VI)的吸附性能，并探究了實(shí)驗(yàn)過程中不同的影響因素對吸附反應(yīng)的影響。用二級吸附動力學(xué)方程擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)果證明具有很好的擬合性，吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合朗格繆爾模型，Qmax為145.35mg·g-1；氧化石墨烯-磁性殼聚糖-離子液體吸附鉻(VI)主要通過靜電引力；

4、另外，氧化石墨烯-磁性殼聚糖-離子液體具有很高的重復(fù)使用性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，離子液體的加入大大提高了鉻(VI)的去除效率，其可以在水處理中得到很好的應(yīng)用。
　　(3)利用羥基功能化的離子液體對磁性殼聚糖-氧化石墨烯進(jìn)行改性，制備羥基功能化離子液體改性磁性氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料，利用先進(jìn)的表征手段對制備材料的特征進(jìn)行表征，探究其表面性質(zhì)。將合成的吸附劑應(yīng)用到水處理分析中，通過對亞甲基藍(lán)的吸附探究表明，其吸附動力學(xué)能夠用擬二級速率方

5、程進(jìn)行很好地擬合，吸附等溫線符合朗格繆爾模型，吸附效果很好；通過與磁性殼聚糖-氧化石墨烯對比發(fā)現(xiàn)，改性后的吸附劑具有更高的吸附性能；羥基功能化的離子液體具有豐富的羥基和氨基，與磁性殼聚糖-氧化石墨烯結(jié)合后大大增加了吸附位點(diǎn)，其可以很好的應(yīng)用到水處理中。
　　(4)首先將殼聚糖羧甲基化對其改性，然后復(fù)合上四氧化三鐵和氧化鋯，制備磁性羧甲基殼聚糖/氧化鋯復(fù)合材料，利用先進(jìn)表征手段對其表征，證明成功合成目標(biāo)產(chǎn)物。通過對對苯二酚的吸附研究

6、表明：磁性羧甲基殼聚糖/氧化鋯復(fù)合材料對對苯二酚的最佳吸附條件是溫度40℃，PH為2.0，吸附時間為四十分鐘，吸附等溫線符合弗倫德利希模型，Qmax為319.5411mg·g-1，通過與其他相關(guān)吸附材料作對比實(shí)驗(yàn)，其吸附量遠(yuǎn)高于其他材料。
　　(5)采用簡便的方法合成磁性四氧化三鐵，然后將鈦酸正丁酯與四氧化三鐵結(jié)合制備磁性二氧化鈦，最后交聯(lián)殼聚糖與磁性二氧化鈦，制備磁性二氧化鈦殼聚糖復(fù)合材料，利用紅外光譜(IR)、掃描電鏡(SEM