氧化石墨烯復(fù)合材料的制備及其對(duì)鉛離子的吸附性能研究.pdf

1、本文簡(jiǎn)要介紹了重金屬污染及危害、吸附法處理重金屬和氧化石墨烯及其復(fù)合材料在吸附方面的應(yīng)用研究。本論文采用改進(jìn)Hummers法制備氧化石墨，置于水中超聲剝離處理獲得氧化石墨烯分散液。室溫下，通過(guò)溶液共混法，以聚乙烯亞胺(PEI)和羧甲基纖維素鈉(CMC)功能化GO，制備不同質(zhì)量比的GO/PEI和GO/PEI/CMC復(fù)合材料。優(yōu)選GO/PEI和GO/PEI/CMC復(fù)合材料選作吸附劑，探究二者對(duì)鉛離子的吸附性能。
　　(1)以石墨為原料

2、，通過(guò)改進(jìn)Hummers法制備氧化石墨，再超聲剝離成氧化石墨烯。利用FT-IR、Raman、XRD、XPS和TGA/DTG進(jìn)行表征，分析氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，可以提高氧化程度，但GO熱穩(wěn)定性下降。
　　(2)室溫下，通過(guò)聚乙烯亞胺(PEI)與GO發(fā)生親核取代反應(yīng)，制備GO/PEI復(fù)合材料。以戊二醛為交聯(lián)劑，CMC進(jìn)一步功能化GO/PEI，制備GO/PEI/CMC復(fù)合材料。利用FT-IR、Raman

3、、XRD、XPS、SEM和TGA/DTG表征，分析表明，GO/PEI為層狀結(jié)構(gòu)，其層間距和表面粗糙度增大，GO/PEI/CMC呈現(xiàn)三維結(jié)構(gòu)且表面粗糙度更大。GO/PEI/CMC的氧含量明顯高于GO/PEI，表明CMC引入了更多含氧官能團(tuán)，并且GO/PEI/CMC復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性更好。吸附劑對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明，質(zhì)量比為1∶3和1∶2∶1的GO/PEI和GO/PEI/CMC對(duì)Pb2+的吸附效果最好。
　　(3)以質(zhì)量比為1∶3和1∶2∶1

4、的GO/PEI和GO/PEI/CMC為吸附劑，探究吸附劑用量、溶液初始pH值、接觸時(shí)間、初始Pb2+濃度和溫度對(duì)吸附性能的影響，以及熱力學(xué)和吸附劑重復(fù)利用的問(wèn)題。研究表明，吸附劑用量為20mg時(shí)，GO/PEI和GO/PEI/CMC對(duì)Pb2+吸附的最佳初始pH值為6.0和5.5，分別在120min，200min時(shí)達(dá)到吸附平衡，且平衡吸附量為76.6mg/g，95.4mg/g。Langmuir模型和擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型能更好擬合GO/PEI和G