氧化石墨烯功能化材料的制备及对水中有机染料的吸附研究

来源 :湖南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tanya_33
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社会的发展推动着化工产业的迅速发展,而工业废水的排放量也在不断地增加。印染废水是主要的工业废水之一,其主要来源于染料及染料中间体行业。在有机染料废水中含有大量的有机物和盐份,COD非常高,色泽深,酸碱性强,是非常难处理的废水。氧化石墨烯(GO)是一种很好的二维吸附材料,其表面具有许多含氧环能团,且易于改性。本文合成了三种GO复合材料,然后采用傅里叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、全自动比表面积及孔径分析仪(BET)、X射线粉末衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对三种材料进行了表征。探究了三类材料对不同染料的吸附性能行为和吸附机理。研究内容如下:(1)通过水热法合成了一系列UiO-66-NH2/GO的复合材料。探究了UiO-66-NH2/GO对铬黑T(EBT)有机染料的吸附行为和机理。通过实验发现,UiO-66-NH2/GO-2对EBT的吸附容量最大,为263.158mg/g,吸附的最优条件为:初始EBT浓度为100 mg/L、吸附时间为80 min、pH=1、温度为45℃。UiO-66-NH2/GO-2具有很好的再生性能。吸附过程符合准二阶动力学模型、Langmuir等温线模型,属于自发的吸热反应。(2)通过硫代氨基脲和GO的缩合反应制备出一种的硫代氨基脲功能化GO复合材料(GO-TSC-GO)。探究了GO-TSC-GO对亚甲基蓝(MB)有机染料的吸附行为和机理。通过实验发现,GO对亚甲基蓝的最大吸附容量为196.8 mg/g,然而,GO-TSC-GO对亚甲基蓝(MB)的最大吸附容量为596.6 mg/g,吸附的最优条件为:MB的初始浓度为130 mg/L,吸附时间为120 min,pH=10,温度为25℃。GO-TSC-GO具有很好的再生性能。吸附过程符合准二阶动力学模型、Langmuir等温线模型,属于自发的放热反应。(3)通过N-苯基硫脲与GO的缩合反应制备出一种新型氨基硫脲功能化GO复合材料(GO-NPT)。探究了GO-NPT对甲基橙(MO)有机染料的吸附行为和机理。通过实验发现,GO对甲基橙的吸附容量为63.84 mg/g,然而,GO-NPT对甲基橙(MO)的最大吸附容量为141.467 mg/g,吸附的最优条件为:MO的初始浓度为70 mg/L,吸附时间为100 min,pH=3,温度为30℃。GO-NPT具有很好的再生性能。吸附过程符合准二阶动力学模型、Langmuir等温线模型,属于自发的放热反应。
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