氧化石墨烯及其復(fù)合材料對(duì)重金屬銅的吸附性能研究.pdf

1、銅是與人類關(guān)系非常密切的重金屬材料，并已廣泛應(yīng)用在電氣、輕工、機(jī)械制造、建筑工業(yè)、國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域。但由于銅材料的加工和腐蝕隨之產(chǎn)生了重金屬?gòu)U水，給環(huán)境和人體的健康造成了嚴(yán)重的傷害。如何有效地去除及回收重金屬材料成為當(dāng)今環(huán)境保護(hù)工作面臨的首要問(wèn)題。與其他重金屬去除方法相比，吸附法簡(jiǎn)易，且在處理成本方面顯示出較大的優(yōu)勢(shì)，因此，具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　 本論文以氧化石墨烯為原材料，通過(guò)化學(xué)物理改性，制備了一系列重金屬離子吸附劑材料。

2、并就其對(duì)水溶液中銅離子的吸附行為進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，取得了以下研究結(jié)果:
　　 (1)采用改性的hummers方法制備氧化石墨烯作為吸附劑，去除水溶液中的重金屬銅離子。測(cè)定了溶液pH值，反應(yīng)時(shí)間，Cu(Ⅱ)的初始濃度，吸附劑用量等參數(shù)對(duì)吸附性能的影響。結(jié)果表明，吸附過(guò)程符合Freundlich等溫線，在初始pH值為5.3，反應(yīng)時(shí)間150 min時(shí)達(dá)到吸附平衡，吸附容量為117.5 mg/g。將負(fù)載了銅離子的氧化石墨烯置于HCl溶液

3、中可將Cu2+解析出來(lái)，實(shí)現(xiàn)氧化石墨烯的重復(fù)利用。研究結(jié)果表明氧化石墨烯材料重復(fù)利用10次后吸附量仍能達(dá)到初始吸附量的90％以上。由此表明，氧化石墨烯是水溶液中去除銅離子極為有效的一種吸附材料。
　　 (2)制備了質(zhì)量比為1∶10的還原氧化石墨烯與交聯(lián)殼聚糖的復(fù)合材料(標(biāo)記為CS/RGO10)和質(zhì)量比為1∶10的氧化石墨烯與交聯(lián)殼聚糖的復(fù)合材料(標(biāo)記為CS/GO10)。系統(tǒng)研究了上述二種材料與交聯(lián)的殼聚糖（標(biāo)記為CS）對(duì)水溶液中

4、銅離子的吸附性能。通過(guò)溶液pH，反應(yīng)時(shí)間，吸附劑的量，銅離子的初始濃度等參數(shù)的研究，得出體系的最佳吸附條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:CS/RGO10、 CS/GO10的吸附性能優(yōu)于單一材料CS的吸附性能。在初始溶液pH值為5.0，反應(yīng)時(shí)間120 min時(shí)反應(yīng)達(dá)到吸附平衡，CS、CS/RGO10、 CS/GO10吸附容量分別為137.5，150，202.5mg/g。由此表明，CS/GO10是水溶液中去除銅離子最為有效的吸附材料。上述三種材料的吸附行

5、為均符合Freundlich等溫線。
　　 (3)采用巰基修飾的氧化石墨與殼聚糖復(fù)合制備了CS/GO-SH吸附材料，以去除水溶液中的重金屬銅離子。測(cè)定了溶液pH值，反應(yīng)時(shí)間，Cu(Ⅱ)的初始濃度，吸附劑的量等參數(shù)對(duì)吸附性能的影響。紅外光譜分析證明巰基已成功接枝到了GO材料上。吸附研究結(jié)果表明，經(jīng)巰基改性，CS/GO-SH材料由于含有豐富的巰基，羥基，羧基，環(huán)氧基，烷氧基等官能團(tuán)而對(duì)Cu2+呈現(xiàn)良好的吸附特性。靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明