磁性氧化石墨烯復(fù)合材料制備及對(duì)磺胺嘧啶吸附性能研究.pdf

1、本文通過(guò)基于氧化石墨烯制備兩種不同的磁性復(fù)合材料。一種是通過(guò)靜電自組裝的方法制備出具有二元磁性石墨烯復(fù)合材料，另外一種是通過(guò)一步溶劑熱方法制備出磁性氧化石墨烯殼聚糖三元復(fù)合材料。并對(duì)磁性吸附劑進(jìn)行化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)的分析、形貌分析、磁性能分析。以磺胺嘧啶為目標(biāo)污染物，對(duì)復(fù)合材料的吸附性能以及磁性氧化石墨烯基復(fù)合材料的再生效果分析。研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先，通過(guò)靜電自組裝的方法制備了二元核殼結(jié)構(gòu)磁性石墨烯復(fù)合材料。通過(guò)對(duì)磁性氧化石墨

2、烯進(jìn)行表征，得出磁性粒子是以Fe3O4晶相形式存在，復(fù)合材料表面含有豐富的含氧官能團(tuán)；磁性復(fù)合材料具有良好的核殼結(jié)構(gòu)，磁性能分析結(jié)果，磁飽和強(qiáng)度為27.7emu·g-1。吸附動(dòng)力學(xué)模型擬合得出整個(gè)吸附過(guò)程為擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)，對(duì)磺胺嘧啶的吸附等溫線擬合后符合Langmuir等溫線模型，即單層吸附；吸附熱力學(xué)得出反應(yīng)為以物理吸附為主的自發(fā)的吸熱反應(yīng)。隨著溶液中NaCl濃度升高，GO/Fe3O4對(duì)磺胺嘧啶的吸附量先降低后逐漸增大的趨勢(shì)。吸附機(jī)理證

3、明π-π電子共軛效應(yīng)是復(fù)合材料吸附磺胺嘧啶過(guò)程中的主導(dǎo)作用力。吸附劑再生研究得出，利用索氏提取器在甲醇為溶劑、溫度80℃、再生時(shí)間1h條件下對(duì)飽和吸附劑進(jìn)行再生。吸附劑循環(huán)使用8次后，吸附量為原來(lái)的84％，磺胺嘧啶回收率保持在80%左右。
　　其次，為了進(jìn)一步提高復(fù)合材料的穩(wěn)定性，使復(fù)合材料各組分間結(jié)合力更強(qiáng)，利用化學(xué)成鍵原理將磁性粒子與氧化石墨烯負(fù)載，同時(shí)在磁性粒子表面修飾殼聚糖。通過(guò)一步溶劑熱方法成功制備磁性氧化石墨烯殼聚糖三

4、元復(fù)合材料。通過(guò)對(duì)磁性氧化石墨烯殼聚糖進(jìn)行表征，得出磁性粒是以Fe3O4晶相形式存在，復(fù)合材料表面含有豐富的含氧官能團(tuán)；磁性粒子均勻分布在氧化石墨烯表面，并且在磁性粒子表面還覆蓋有殼聚糖；磁性能分析結(jié)果，磁飽和強(qiáng)度為20.91emu·g-1，吸附動(dòng)力學(xué)用擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型描述更佳，吸附等溫線符合Langmuir模型，熱力學(xué)參數(shù)表明GO/CS/Fe3O4對(duì)磺胺嘧啶的吸附是以物理吸附為主的自發(fā)吸熱反應(yīng)。隨著溶液中NaCl濃度升高，GO/CS/

5、Fe3O4對(duì)磺胺嘧啶的吸附量逐漸增大。通過(guò)不同pH條件下吸附量和Zeta電位分析吸附機(jī)理，證明π-π電子共軛效應(yīng)及靜電吸附是復(fù)合材料吸附磺胺嘧啶過(guò)程中的主導(dǎo)作用力。吸附劑再生研究得出，甲醇對(duì)磺胺嘧啶的解析能力最好，在溫度為80℃、再生時(shí)間0.5h條件對(duì)飽和吸附劑進(jìn)行再生。吸附劑循環(huán)使用8次后，吸附量為原來(lái)的91.7%?；厥章时３衷?0%左右。
　　研究表明，二元磁性氧化石墨烯和三元磁性氧化石墨烯殼聚糖對(duì)磺胺嘧啶吸附與傳統(tǒng)吸附劑相比