碳材料負(fù)載金屬氧化物的制備及其對重金屬離子的吸附研究.pdf

1、目前，水體重金屬污染成為全球亟待解決的環(huán)境問題。本文針對這一環(huán)境問題，基于吸附法和納米材料的各種優(yōu)點，制備了一系列納米復(fù)合吸附劑，并且用于水體中重金屬離子的高效治理。本論文以納米復(fù)合材料選擇性的去除銅離子、六價鉻離子、鎘離子為主要研究內(nèi)容而進(jìn)行，具體如下:
　　(1)通過原位生長法在氧化石墨烯(GO)上生成四氧化三鐵(Fe3O4)納米顆粒，合成磁性納米復(fù)合物Fe3O4/GO，然后把聚乙烯亞胺(PEI)修飾到復(fù)合材料表面，制備了磁性

2、納米復(fù)合吸附劑(PEI-Fe3O4/GO)，用于水體中銅離子的去除。用TEM和FTIR表征了它的形貌和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。該吸附劑在pH=5.0時對銅離子的吸附達(dá)到極大值，10h達(dá)到吸附平衡。動力學(xué)擬合表明:該吸附過程比較符合準(zhǔn)二級動力學(xué)方程;熱力學(xué)擬合表明:該吸附過程比較符合Langmuir吸附等溫式。對銅離子的最大吸附量是150.2mg/g。該磁性納米復(fù)合材料可通過磁分離進(jìn)行回收利用，實驗表明五次回收利用后，銅離子的去除率仍能達(dá)到84％。本研

3、究還提出了該材料去除銅離子去除機(jī)理。
　　(2)水熱法合成碳球(CNs)，再通過原位生長合成磁性納米復(fù)合物Fe3O4/CNs，用于水體中銅離子、六價鉻離子、鎘離子的去除。用SEM、FTIR和XRD表征了它的外部形貌、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和晶型。Fe3O4/CNs對六價鉻離子、鎘離子、銅離子吸附的最佳pH分別是pH=3.0、pH=6.0、pH=6.0，10h達(dá)到吸附平衡。動力學(xué)擬合表明:該吸附過程比較符合準(zhǔn)二級動力學(xué)方程;基于Langmuir吸

4、附等溫式對六價鉻離子、鎘離子、銅離子的最大吸附量分別是7.87mg/g、66.68mg/g、44.08mg/g。
　　(3)水熱法合成碳球，再超聲負(fù)載雙層氫氧化物(LDH)合成納米復(fù)合物L(fēng)DH/CNs，用于水體中銅離子、六價鉻離子、鎘離子的去除。用SEM、TEM表征了它的外部形貌。該吸附劑在pH=5.0時對銅離子的吸附達(dá)到最大值，10h達(dá)到吸附平衡。動力學(xué)擬合表明:該吸附過程比較符合準(zhǔn)二級動力學(xué)方程;基于Langmuir吸附等溫式