貽貝仿生功能化材料制備及其吸附性能研究.pdf

1、現(xiàn)今人類的生產、生活活動等都會產生大量含有重金屬離子及有機染料的廢水，這些廢水由于某些原因未經過處理或者經處理后未達到排放標準便排放到自然水體中，導致水體嚴重污染，這不僅會破壞人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境，而且會對社會公眾健康生活等造成嚴重影響。因此，探究與發(fā)現(xiàn)能夠有效去除水環(huán)境中重金屬離子、有機染料的處理技術與方法備受世界各國研究者們的極大關注。吸附法憑借其高效性以及易操作性，成為治理重金屬及有機染料廢水的非常有效和極具發(fā)展前景的重要方法之

2、一，受到了各界研究者的關注。碳質納米材料（例如：碳納米管、石墨烯基材料）由于其獨特的結構、巨大的比表面積以及大量的細微孔隙被廣泛用作吸附劑去除各種環(huán)境污染物。然而，由于未改性的碳質納米材料本身可分散性差、缺少有效官能團，其對重金屬離子、有機染料的吸附能力仍然有限。因此，在利用納米材料獨特結構基礎上合成吸附量大，去除效率高，吸附速率快，易于分離，制備簡單的聚合物基新型復合吸附材料十分必要。
　　本文通過結合貽貝仿生化學和邁克爾加成反

3、應，成功制備出新型功能化碳納米管材料、改性氧化石墨烯材料，并運用透射電鏡（Transmission Electron Microscope,TEM）、傅里葉紅外光譜（ Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FT-IR）、熱重分析（Thermogravimetric Analysis,TGA）、X射線光電子能譜分析（X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS）等手段對

4、合成的新型材料進行物理化學性質表征。在系統(tǒng)的吸附實驗中，探討了不同的實驗條件對聚合物基改性納米材料吸附去除水環(huán)境中銅離子、陽離子染料亞甲基藍效果的影響，總結得出改性納米材料吸附銅離子及亞甲基藍的最佳條件和最大吸附量。運用不同的吸附等溫線模型、動力學模型及熱力學模型對吸附平衡狀態(tài)進行分析，研究吸附過程的性質等行為。
　　本論文的主要研究結果如下：
　?。?）改性材料CNTs-PDA-PEI對于水溶液中銅離子（Cu2+）的平衡吸

5、附量可達到34.6 mg/g。隨著pH值的逐漸升高，CNTs-PDA-PEI吸附容量逐漸升高至47.4mg/g，當pH＞10后，吸附量沒有明顯變化。該種吸附很好的遵循Langmuir模型以及準一級動力學模型。
　?。?）新型CNTs-PDA-PSPSH材料對于陽離子染料亞甲基藍（methylene,MB）的平衡吸附量為174 mg/g。CNTs-PDA-PSPSH對于 MB的吸附更好的符合Langmuir模型單分子層吸附以及準一級