膨脹石墨的改性及其對重金屬離子的吸附性能研究.pdf

1、膨脹石墨是一種多孔材料，常被用作吸附劑，在金屬離子廢水處理方面已受到關(guān)注，但是單一的膨脹石墨作為吸附劑的效果并不是很理想。所以本文主要通過Al(NO3)3、殼聚糖對膨脹石墨進(jìn)行改性的工藝過程研究，并將制備的新型吸附劑對Cr6+、Cu2+、Cd2+重金屬離子進(jìn)行吸附性能研究。主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)采用Al(NO3)3溶液浸漬膨脹石墨，考察了Al(NO3)3浸漬溶液的濃度、水浴溫度、活化溫度對所制備的γ-Al2O3/膨脹石墨吸

2、附劑性能的影響，研究得到最佳工藝條件：浸漬液濃度為0.025g/mL、水浴溫度為60℃、活化溫度為145℃。通過SEM、XRD、FT-IR、TG-DTG等技術(shù)進(jìn)行了分析表征，結(jié)果顯示經(jīng)改性制備的γ-Al2O3/膨脹石墨吸附劑結(jié)構(gòu)疏松，縫隙豐富，分散性大，結(jié)晶度小，比表面積大，整體性能比較穩(wěn)定。
　　(2)以γ-Al2O3/膨脹石墨作為吸附劑，研究了溶液pH值、攪拌時間、溶液濃度、吸附劑的用量以及在不同溫度下對Cr6+、Cu2+、C

3、d2+吸附率的影響，并設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，研究結(jié)果可知最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)條件分別是：pH(Cr6+)=6、t(Cr6+)=60 min、C(Cr6+)=50 ug/mL；pH(Cu2+)=4、t(Cu2+)=60 min、C(Cu2+)=50 ug/mL；pH(Cd2+)=7、t(Cd2+)=100 min、C(Cd2+)=30 ug/mL，且對Cr6+吸附選擇性較強(qiáng)。整個吸附過程符合準(zhǔn)二級動力學(xué)方程模型和Langmuir等溫線模型并遵循單分子層吸附

4、。
　　(3)采用殼聚糖溶液浸漬膨脹石墨，考察了殼聚糖與膨脹石墨的質(zhì)量比、攪拌時間對所制備的殼聚糖/膨脹石墨復(fù)合吸附劑性能的影響，得到最佳工藝條件：殼聚糖與膨脹石墨的質(zhì)量比0.5，攪拌3 h。通過SEM、XRD、FT-IR、TG-DTG等技術(shù)對殼聚糖/膨脹石墨表征，結(jié)果表明殼聚糖/膨脹石墨含有-COOH、-OH、-NH2等官能團(tuán)，殼聚糖成塊狀黏附在膨脹石墨表面，膨脹石墨的表面縫隙結(jié)構(gòu)有益于殼聚糖的黏附，使得改性后制備的殼聚糖/膨脹

5、石墨吸附劑分散性大，聚集度小，且在高溫條件下，受熱穩(wěn)定，失重較少。
　　(4)以殼聚糖/膨脹石墨作為吸附劑，研究了溶液pH值、攪拌時間、溶液濃度、吸附劑用量、溫度一系列單因素的改變對溶液中Cr6+、Cu2+、Cd2+吸附率的影響，并設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，得出了最佳的實(shí)驗(yàn)條件分別是：pH(Cr6+)=3、t(Cr6+)=60 min、C(Cr6+)=200 ug/mL；pH(Cu2+)=4、t(Cu2+)=30 min、C(Cu2+)=20