膨脹石墨對環(huán)境污染物的吸附及競爭吸附性能.pdf

1、膨脹石墨是一種可再生環(huán)境修復(fù)材料。它是以天然鱗片石墨為原料，利用電化學(xué)氧化或化學(xué)氧化的方法使某些原子或原子團(tuán)插入石墨層間，得到的一種石墨層間化合物（可膨脹石墨），可膨脹石墨經(jīng)過瞬時高溫處理后發(fā)生膨脹，形成的一種具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)、低堆積密度、高化學(xué)穩(wěn)定性的物質(zhì)。
　　 本文以硫酸作為插層劑，高錳酸鉀為氧化劑制備膨脹石墨，并利用X-ray 衍射圖譜、能量色散譜、比表面積、孔徑、孔容積等對原料石墨、可膨脹石墨、膨脹石墨等進(jìn)行了表征。

2、研究了膨脹石墨對聚乙烯醇的吸附性能以及對二甲酚橙和蒽醌-1-磺酸鈉的競爭吸附性能。
　　 聚乙烯醇(PVA)是由聚醋酸乙烯醇解而得到的，性能介于橡膠和塑料之間。由于PVA 具有良好的黏附性、漿膜強(qiáng)韌性和耐磨性，在紡織工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，但其非環(huán)保性也成為長期困擾印染廢水處理的難題。由PVA構(gòu)成的有機(jī)污染物濃度高且難被生物降解(B/C小于0.1)。含PVA的印染廢水排入水體后，PVA 會在水環(huán)境中大量積累，使水體表面泡沫增多，黏度

3、加大，影響好氧微生物的活動，從而造成嚴(yán)重的環(huán)境問題。
　　 本文以膨脹石墨為吸附劑，系統(tǒng)地考察了膨脹石墨對聚乙烯醇（500），聚乙烯醇（700），聚乙烯醇（1750）吸附熱力學(xué)及動力學(xué)規(guī)律。
　　 動力學(xué)研究表明膨脹石墨對聚乙烯醇的吸附過程可以用二級模型來表示，且吸附過程為內(nèi)擴(kuò)散控制。熱力學(xué)研究表明膨脹石墨對聚乙烯醇的吸附等溫線為I 型，吸附過程是自發(fā)進(jìn)行的，吸附性能不僅與聚乙烯醇濃度、吸附時間、溶液離子強(qiáng)度等因素有關(guān)，

4、而且與聚乙烯醇的自身分子量有關(guān)。聚乙烯醇以平躺方式吸附于膨脹石墨表面，吸附等溫線可以用Langmuir 方程來表征。
　　 用蒽醌-1-磺酸鈉和二甲酚橙染料作為分子量有差異的兩種有機(jī)吸附質(zhì)，本文研究了它們在不同膨脹容積的膨脹石墨上的吸附及競爭吸附特性。研究表明：膨脹石墨對二甲酚橙和蒽醌-1-磺酸鈉都有一定吸附能力，在單組分吸附中，二甲酚橙在膨脹石墨上的吸附等溫線為II 型，而蒽醌-1-磺酸鈉的吸附等溫線為I 型；在兩組分共存競爭

5、吸附中，第二種吸附質(zhì)的存在會顯著降低第一種吸附質(zhì)在膨脹石墨上的吸附量，但競爭吸附質(zhì)的存在不影響第一種吸附質(zhì)的吸附等溫線類型，與單組份時相同，二甲酚橙和蒽醌-1-磺酸鈉在膨脹石墨相同結(jié)構(gòu)位點(diǎn)上存在競爭吸附；吸附過程是自發(fā)進(jìn)行的，增大溶液的離子強(qiáng)度和膨脹容積使膨脹石墨對二甲酚橙和蒽醌-1-磺酸鈉的吸附量升高，但吸附劑膨脹容積不影響其吸附等溫類型；二甲酚橙和蒽醌-1-磺酸鈉單組分體系、雙組分體系在膨脹石墨表面上的吸附過程均可以用準(zhǔn)二級模型來描