石墨烯-聚酰胺–胺復(fù)合材料的制備及吸附與催化應(yīng)用探索.pdf

1、石墨烯石墨烯聚酰胺聚酰胺–胺復(fù)合材料的制備胺復(fù)合材料的制備及吸附吸附與催化催化應(yīng)用應(yīng)用探索探索PreparationofPoly(aoamine)ModifiedGrapheneOxideItsApplicationinAdsptionfHeavyMetalIonsCatalyticReactions學(xué)科專業(yè)：生物醫(yī)學(xué)工程研究生：遠洋指導(dǎo)教師：張國亮教授天津大學(xué)化工學(xué)院二零一三年六月摘要石墨烯是碳原子以SP2雜化方式連接形成的具有蜂窩狀

2、六邊形晶格的二維單原子層碳材料。自從2004年首次發(fā)現(xiàn)以來，石墨烯因其獨特的結(jié)構(gòu)以及優(yōu)異的理化性能受到科學(xué)界的廣泛關(guān)注，也掀起了科學(xué)家們研究石墨烯納米材料的熱潮。氧化石墨烯的二維層狀結(jié)構(gòu)、超大的表面積、豐富的官能團等特性使其成為新型復(fù)合材料的理想載體。本文主要研究以氧化石墨烯為載體負載聚酰胺–胺樹狀大分子的新型復(fù)合材料的制備與表征，以及該復(fù)合材料對重金屬離子的吸附性能。通過傅里葉紅外光譜分析（FT–IR）、X射線光電子能譜（XPS）、掃

3、描電子顯微鏡（SEM）、原子力顯微鏡（AFM）等表征方法，考察了復(fù)合材料的形貌、結(jié)構(gòu)和元素分布等，并且利用該復(fù)合材料為吸附劑進行吸附實驗，驗證了該材料對重金屬離子具有卓越的吸附性能。此外，本文還利用所制得的復(fù)合材料為載體負載鈀納米顆粒制成了復(fù)合納米材料催化劑，并通過Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)催化實驗驗證了該催化劑具有良好的催化活性。主要研究結(jié)果如下：（1）以氧化石墨烯為載體，通過原位合成法，制備了氧化石墨烯聚酰胺–胺復(fù)合材料（GO–PAMAM

4、）。FT–IR、XPS、SEM和AFM表征結(jié)果顯示，聚酰胺–胺樹狀大分子分布在氧化石墨烯的邊緣和表面，氨基含量為5.05mmolg1。重金屬離子吸附實驗結(jié)果顯示該復(fù)合材料對重金屬離子有良好的吸附性，吸附效果明顯優(yōu)于常用的活性炭等吸附劑，并且通過實驗證明該吸附劑可用于多種重金屬離子混合存在的廢水處理。（2）以所制得的GO–PAMAM復(fù)合材料為載體，負載鈀納米顆粒，制備了GO–PAMAM–Pd復(fù)合納米材料催化劑。SEM、TEM和XPS表征結(jié)