【摘 要】
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碳材料具有易于功能化修饰,热和化学稳定性高,生物相容性好等特点,被广泛应用于处理工业废水。近年来,香烟过滤嘴中的醋酸纤维由于能热解转化成本身具有微孔结构的碳材料,这使其在工业废水处理和超级电容器储能方面开始受到了科研工作者的高度关注。在本论文中,以废弃香烟过滤嘴为原料,制备多孔碳材料,并应用于废水中染料和重金属的去除。在800℃、N2气氛管式炉中加热废弃香烟过滤嘴得到热解碳,并分别用硝酸,酸性高锰
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碳材料具有易于功能化修饰,热和化学稳定性高,生物相容性好等特点,被广泛应用于处理工业废水。近年来,香烟过滤嘴中的醋酸纤维由于能热解转化成本身具有微孔结构的碳材料,这使其在工业废水处理和超级电容器储能方面开始受到了科研工作者的高度关注。在本论文中,以废弃香烟过滤嘴为原料,制备多孔碳材料,并应用于废水中染料和重金属的去除。在800℃、N2气氛管式炉中加热废弃香烟过滤嘴得到热解碳,并分别用硝酸,酸性高锰酸钾溶液和酸性高锰酸钾后添加氯化铁溶液对热解碳表面进行化学修饰,制得硝酸改性碳、酸性高锰酸钾改性碳（C/MnO2）、酸性高锰酸钾和氯化铁改性碳（C/MnO2/Fe2O3）,并对其进行表征。硝酸改性碳比热解碳具有更大的比表面积和更多的空隙结构;C/MnO2表面形貌呈银耳形花状,孔径大于罗丹明B的分子尺寸,可用于吸附和分离罗丹明B;C/MnO2/Fe2O3出现铁氧化物,具有较强的络合作用力,可增强对重金属Cr（Ⅵ）的吸附能力。热解碳、硝酸改性碳、C/MnO2、C/MnO2/Fe2O3对于不同的的染料和重金属的吸附效果不同。硝酸改性碳对甲基橙的吸附效果高于热解碳的吸附效果,在pH=3,投放量为1g/L,吸附3h的条件下,甲基橙吸附量可达498 mg/g;C/MnO2对罗丹明B的吸附效果高于硝酸改性碳的吸附效果,在强酸性条件下,最佳投放量为1g/L,罗丹明B吸附量可高达501 mg/g;C/MnO2/Fe2O3对重金属Cr（Ⅵ）的吸附效果高于热解碳、硝酸改性碳和C/MnO2的吸附效果,在pH=5,投放量为1 g/L,吸附5 h的条件下,C/MnO2/Fe2O3对重金属Cr（Ⅵ）的吸附量可达28 mg/g。硝酸改性碳对甲基橙的吸附、C/MnO2对罗丹明B的吸附和C/MnO2/Fe2O3对Cr（Ⅵ）的吸附行为符合Langmuir模型,其吸附均以表面单层覆盖为主。硝酸改性碳吸附甲基橙、C/MnO2吸附罗丹明B和C/MnO2/Fe2O3吸附Cr（Ⅵ）均符合准二级动力学方程,其吸附类型为化学吸附为主。强酸性条件下,C/MnO2通过吸附和氧化共同作用对染料进行去除。
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