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毕业论文-表面功能化石墨烯去除水中Cr(VI)的研究,共34页,13278字
摘 要
石墨烯是由碳原子通过sp2杂化构成的单层、二维蜂窝状结构的碳材料,由于特殊的结构使其具有优异的力学、光学、电学、化学等方面的性能,为了使石墨烯的优异性能在应用过程中更好地发挥出来,我们对石墨烯进行功能化。
本文采用氧化还原法制备石墨烯,首先,采用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),然后利用聚乙酰基亚胺(PEI)与氧化石墨烯(GO)反应得到功能化石墨烯(PEI-GO)。对功能化石墨烯运用IR、TEM、XRD等手段进行表征并分析。
我们研究了功能化石墨烯(PEI-GO)对Cr(VI)的吸附性能,研究了溶液的pH值(最佳 pH 值)、接触时间(反应动力学)及无机阴离子浓度(干扰离子)对吸附性能的影响。研究结果显示,PEI-GO吸附水中Cr(VI)的规律符合Freundlich等温方程;当溶液pH<3时,平衡时吸附量随pH增大而增大,当pH在3左右时吸附量最大,达到69mg/g ,当pH>3时,平衡时吸附量随pH增大而减少;无机阴离子对Cr(VI)吸附效果影响的大小顺序为:PO43->SO42->NO3->Cl-;吸附动力学规律符合Langmuir准二级反应动力学方程;在同种条件下温度越高,吸附量越大,表明吸附反应为吸热反应;在25℃时,最佳吸附点上吸附平衡时的吸附量可达53.4mg/g以上。
关键词:石墨烯,聚乙烯亚胺,吸附,铬
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
1 前言 1
1.1 铬 1
1.2 石墨烯 1
1.2.1石墨烯简介 1
1.2.2石墨烯的优异性能 2
1.2.3 石墨烯的制备 3
1.2.4石墨烯的功能化 4
1.3 聚乙烯亚胺(PEI) 4
1.4 选题依据与主要内容 5
1.4.1 立题依据 5
1.4.2 本论文主要研究内容 5
2 实验部分 6
2.1 实验试剂及设备 6
2.2 PEI-GO吸附剂的制备 7
2.2.1 GO的制备 7
2.2.2 PEI-GO的制备 7
2.3 吸附剂的表征 7
2.4 Cr(VI)标准曲线的绘制 8
2.4.1 铬标准曲线相关溶液的制备 8
2.4.2 标准曲线的绘制 8
2.5 吸附实验研究 9
2.5.1 吸附等温线 9
2.5.2 溶液pH对吸附性能的影响研究 9
2.5.3 无机阴离子对吸附性能影响的研究 10
2.5.4 吸附动力学 10
3 结果与讨论 11
3.1 吸附剂的表征 11
3.1.1 吸附剂的红外光谱检测 11
3.1.2 透射电子显微镜 12
3.1.3 X射线衍射 12
3.2 吸附实验研究 13
3.2.1 吸附等温线 13
3.2.3 溶液pH对吸附性能的影响研究 16
3.2.3 无机阴离子对吸附性能影响的研究 17
3.2.4 吸附动力学研究 18
4 结论 21
5 展望 22
致 谢 23
参 考 文 献 24