光譜法研究單壁碳納米管在水環(huán)境中的理化行為及性能.pdf

1、TheStudyofofSingle一AthesissubmittedtoZhengzhouUniversitylL■■ylIIL■■r摘要摘要碳納米管(CarbonNanotubesCNTs)是近幾年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型炭材料。由于碳納米管其獨(dú)特的物理結(jié)構(gòu)和其獨(dú)特的熱學(xué)、力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)和磁學(xué)等物理化學(xué)性能，因此是目前研究最多應(yīng)用最廣的碳納米材料之一。同時(shí)，又由于碳納米管(CNTs)表面具有極強(qiáng)的吸附性能，因此常被用作有機(jī)廢水處理領(lǐng)域

2、中有重要應(yīng)用前景的碳納米材料，也因此成為科學(xué)界研究的一個(gè)熱點(diǎn)。據(jù)報(bào)告，目前世界上碳納米管的年產(chǎn)量均已達(dá)上千億噸。由目前情況可以預(yù)測(cè)，由于碳納米管大批量的生產(chǎn)和使用，因此大批量的碳納米管進(jìn)入水環(huán)境體系也是不可避免的，這也就不可避免的會(huì)對(duì)人類健康和人類環(huán)境造成污染和傷害。但是，目前對(duì)碳納米管等新型碳納米材料進(jìn)入水環(huán)境體系后的環(huán)境行為研究還了解甚少，因此，研究碳納米材料在水環(huán)境中的物理化學(xué)行為，及碳納米材料與水中環(huán)境污染物之問(wèn)的相互作用及其作

3、用機(jī)理對(duì)碳納米材料在水處理中的應(yīng)用和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)來(lái)說(shuō)都是具有重要意義的。因此，本論文主要丌展了單壁碳納米管在水環(huán)境中的物理化學(xué)行為及性能研究，重點(diǎn)研究了單壁碳納米管在水環(huán)境的聚集分散行為以及對(duì)水環(huán)境中的污染物的吸附性能。本論文首先采用一種天然高分子化合物一腐殖酸(humicacidHA)對(duì)水環(huán)境中的極易團(tuán)聚的單壁碳納米管進(jìn)行分散研究，實(shí)驗(yàn)通過(guò)掃描電鏡(SEM)、高分辨透射電鏡(HRTEM)、紫外可見(jiàn)吸收譜(UvVis)、拉曼光譜(Ram

4、an)、近紅外、拍照、北京同步輻射的x射線光電子能譜(ⅫS)等方法對(duì)分散前后的單壁碳納米管進(jìn)行了分析和表征。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)腐殖酸不僅能夠有效地將水環(huán)境中極易團(tuán)聚的單壁碳納米管分散開(kāi)，而且具有很好的分散效果，其分散液能穩(wěn)定長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)月。該研究對(duì)碳納米材料在水環(huán)境中污染物的處理中的應(yīng)用及環(huán)境中風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)來(lái)說(shuō)都具有很重要的意義。該論文也討論了用腐殖酸分散后的單壁碳納米管和水環(huán)境中的金屬離子之間的相互作用，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過(guò)紫外可見(jiàn)吸收譜(UvVis)、