功能化氧化石墨烯材料的制備及其對(duì)鈾(Ⅵ)吸附性能的研究.pdf

1、氧化石墨烯（GO）的比表面積大，結(jié)構(gòu)中含有豐富的含氧官能團(tuán)，具有良好的熱穩(wěn)定性和機(jī)械性，且制備方法簡(jiǎn)單，成本低廉，在重金屬離子吸附方面有著廣闊的潛在應(yīng)用性。本論文制備出了乙二胺四乙酸二鈉改性氧化石墨烯（EDTA-GO），氨基化氧化石墨烯（GO-NH2），偕胺肟化氧化石墨烯（AO/GO）三種材料，期望通過改變氧化石墨烯的形態(tài)和吸附鈾的功能性位點(diǎn)，得到吸附量高、便于分離、可重復(fù)利用的環(huán)境友好型吸附材料。采用 SEM、EDS、XRD、FT–I

2、R、TGA等方法表征了所制備的功能化氧化石墨烯材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，研究了溶液的pH值、吸附時(shí)間、溶液初始濃度、溫度和離子強(qiáng)度對(duì)功能化氧化石墨烯材料鈾(VI)吸附的影響，采用動(dòng)力學(xué)、等溫線和熱力學(xué)進(jìn)一步討論吸附機(jī)理，并研究了吸附劑的脫附和可重復(fù)利用效果。
　　EDTA-GO對(duì)鈾(VI)吸附的最佳pH值為6；吸附平衡時(shí)間為4h；吸附行為符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，能夠用 Langmuir吸附等溫式對(duì)其進(jìn)行很好的描述，對(duì)鈾(VI)的吸附受化學(xué)作

3、用控制，單層飽和吸附容量為212.77 mg·g-1。熱力學(xué)研究表明吸附是自發(fā)的吸熱過程。不同濃度的NaCl溶液對(duì)吸附的影響不大。以1.0 mol·L-1HCl溶液作為洗脫液，洗脫率在80%以上。經(jīng)過4次循環(huán)吸附-脫附后，EDTA-GO對(duì)鈾(VI)的吸附量變化不大，具有良好的重復(fù)使用性。
　　GO-NH2吸附鈾(VI)的最佳pH值為5.5；吸附在4h達(dá)到平衡；吸附動(dòng)力學(xué)研究的結(jié)果顯示，GO-NH2對(duì)鈾(VI)的去除符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)

4、方程，化學(xué)作用在吸附過程中起主要的作用。Langmuir吸附等溫模型能夠較好的描述GO-NH2對(duì)鈾(VI)的吸附過程，單分子層飽和吸附量為227.27mg·g-1。熱力學(xué)函數(shù)ΔH和ΔG結(jié)果表明，GO-NH2對(duì)鈾(VI)的吸附是吸熱和自發(fā)的。吸附–脫附循環(huán)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，吸附于GO-NH2的鈾(VI)可用1.0 mol· L-1 HCl溶液洗脫，脫附率約為90%。吸附劑具有較好的穩(wěn)定性，在使用3次后，其對(duì)鈾的吸附量變化不大。不同濃度的NaC

5、l溶液對(duì)GO-NH2吸附鈾(VI)的影響不大。
　　AO/GO對(duì)鈾(VI)吸附受pH值得影響較大，最佳pH值為5.0；吸附動(dòng)力學(xué)研究表明，化學(xué)作用控制AO/GO對(duì)鈾(VI)的吸附，這一過程在3h達(dá)到平衡，符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。吸附等溫線結(jié)果表明，AO/GO對(duì)鈾的吸附過程能被Langmuir吸附等溫模型較好的描述，單層吸附量為285.71 mg·g-1。熱力學(xué)的研究結(jié)果表明 AO/GO對(duì)鈾(VI)的吸附是吸熱和自發(fā)的。吸附于GO-N