氧化石墨烯復合材料的制備及其對鉛離子的吸附性能研究.pdf

1、本文簡要介紹了重金屬污染及危害、吸附法處理重金屬和氧化石墨烯及其復合材料在吸附方面的應用研究。本論文采用改進Hummers法制備氧化石墨，置于水中超聲剝離處理獲得氧化石墨烯分散液。室溫下，通過溶液共混法，以聚乙烯亞胺(PEI)和羧甲基纖維素鈉(CMC)功能化GO，制備不同質(zhì)量比的GO/PEI和GO/PEI/CMC復合材料。優(yōu)選GO/PEI和GO/PEI/CMC復合材料選作吸附劑，探究二者對鉛離子的吸附性能。
　　(1)以石墨為原料

2、，通過改進Hummers法制備氧化石墨，再超聲剝離成氧化石墨烯。利用FT-IR、Raman、XRD、XPS和TGA/DTG進行表征，分析氧化石墨烯的結構和熱穩(wěn)定性。結果發(fā)現(xiàn)，適當延長反應時間，可以提高氧化程度，但GO熱穩(wěn)定性下降。
　　(2)室溫下，通過聚乙烯亞胺(PEI)與GO發(fā)生親核取代反應，制備GO/PEI復合材料。以戊二醛為交聯(lián)劑，CMC進一步功能化GO/PEI，制備GO/PEI/CMC復合材料。利用FT-IR、Raman

3、、XRD、XPS、SEM和TGA/DTG表征，分析表明，GO/PEI為層狀結構，其層間距和表面粗糙度增大，GO/PEI/CMC呈現(xiàn)三維結構且表面粗糙度更大。GO/PEI/CMC的氧含量明顯高于GO/PEI，表明CMC引入了更多含氧官能團，并且GO/PEI/CMC復合材料的熱穩(wěn)定性更好。吸附劑對比實驗表明，質(zhì)量比為1∶3和1∶2∶1的GO/PEI和GO/PEI/CMC對Pb2+的吸附效果最好。
　　(3)以質(zhì)量比為1∶3和1∶2∶1

4、的GO/PEI和GO/PEI/CMC為吸附劑，探究吸附劑用量、溶液初始pH值、接觸時間、初始Pb2+濃度和溫度對吸附性能的影響，以及熱力學和吸附劑重復利用的問題。研究表明，吸附劑用量為20mg時，GO/PEI和GO/PEI/CMC對Pb2+吸附的最佳初始pH值為6.0和5.5，分別在120min，200min時達到吸附平衡，且平衡吸附量為76.6mg/g，95.4mg/g。Langmuir模型和擬二級動力學模型能更好擬合GO/PEI和G