石墨烯和碳納米管負載的尖晶石類金屬氧化物的制備及其對Cr(Ⅵ)和甲基橙的吸附研究.pdf

1、重金屬離子和有機偶氮染料是水中的重要污染物，因為它們的非生物降解性及強毒性，給植物、動物以及人類健康帶來嚴重威脅。因此，為了防止重金屬離子及染料廢水對生態(tài)環(huán)境造成污染，在排放之前，必須對其進行處理。人們研究了許多物理、化學、生物技術與方法用來凈化工業(yè)廢水，其中，吸附的方法因其低成本、易操作、易分離、高去除效率的優(yōu)點而成為人們最常用的一種方法。
　　在該論文中我們用兩種納米復合材料來去除水中的Cr(VI)及甲基橙。第一，我們通過一步

2、水熱法制備了己二胺功能化的石墨烯負載的鐵酸鋅納米材料(HDA-RGO-ZnFe2O4)，并用來吸附廢水中的Cr(VI)；第二，通過化學共沉淀和煅燒相結(jié)合的方法制備了碳納米管包覆的鈷酸鹽納米復合材料(CNT@ MCo2O4(M=Ni。Mn。Cu。Zn))，并用來吸附廢水中的甲基橙(MO)。
　　上述制備的材料通過透射電子顯微鏡、EDX(EDS)、X射線衍射、紅外光譜、拉曼(Raman)、X射線光電子能譜、振動樣品磁強計、掃描電子顯微

3、鏡以及BET等表征手段，分別對不同的納米復合材料的形貌、元素含量、晶體結(jié)構、官能團種類、磁性、價態(tài)以及孔性質(zhì)等進行表征，同時，我們系統(tǒng)研究了吸附反應過程中pH值、溫度、時間、溶液濃度的影響；并對吸附劑材料的吸附動力學、速率控制機理、熱力學也進行了詳細的研究。實驗結(jié)果表明：吸附體系的環(huán)境對吸附過程有很大影響，無論是Cr(VI)還是MO，較低的pH值下更有利于吸附過程的進行；兩種材料吸附Cr(VI)和MO的實驗數(shù)據(jù)都更好的切合準二階動力學方

4、程，且內(nèi)擴散模型研究表明控速步驟都不是唯一的，是由內(nèi)擴散和外擴散共同控制的；另外，我們用兩種不同的等溫模型來描述兩種吸附材料的平衡吸附過程。HDA-RGO-ZnFe2O4對于 Cr(VI)的吸附更好的切合 Langmuir模型，而CNT@MCo2O4(M=Ni。Mn。Cu。Zn)吸附MO的過程即符合Langmuir吸附等溫模型也符合Freundlich吸附等溫模型；實驗數(shù)據(jù)的熱力學分析表明，兩種吸附材料對Cr(VI)和MO的去除過程都是