廢棄膨潤土制備碳納米材料研究.pdf

1、膨潤土由于其巨大理論比表面積、層結(jié)構(gòu)可膨脹及層間域的陽離子可交換性等特征，是廢水中多種污染物的天然吸附材料，尤其對染料廢水的陽離子染料吸附性能良好。然而，如何處理吸附了陽離子染料的廢棄膨潤土的相關(guān)研究卻比較少。本文通過對吸附了陽離子染料的膨潤土進行碳化處理，制備了一種具備特殊二維納米結(jié)構(gòu)的類石墨烯碳材料，從而為廢棄膨潤土的再利用提供了一條途徑。論文進一步研究了這種新型材料對有機污染物的吸附性能，并探討了其在超級電容上應(yīng)用的可行性，測試它

2、的部分電學(xué)參數(shù)。研究取得了以下成果：
　?。?）利用吸附染料后的廢棄膨潤土，成功制備了類石墨烯碳納米材料。將分別吸附了陽離子染料結(jié)晶紫、亞甲基藍、孔雀石綠后的膨潤土進行氮氣保護下高溫碳化處理，XRD圖譜顯示碳化后膨潤土片層間形成了一層高度約為0.34-0.41nm的二維碳納米材料，酸洗去掉膨潤土片層后得到碳納米材料，對其進行XRD和拉曼光譜表征都顯示出極高的石墨化程度。此外，對其進行BET測試發(fā)現(xiàn)其是一種以介孔為主的碳納米材料。<

3、br>　　（2）發(fā)現(xiàn)碳納米材料對硝基苯、2-萘酚和苯酚都具有良好的吸附效果。三種不同碳源制備的碳納米材料對硝基苯吸附效果相差不大，600℃制備的碳納米材料吸附效果最佳。碳納米材料對硝基苯、2-萘酚和苯酚三種有機物的等溫曲線符合Langmuir方程，三種有機物的飽和吸附量分別可達69.9、85.5、40.3 mg/g。通過吸附硝基苯的動力學(xué)和熱力學(xué)實驗發(fā)現(xiàn)吸附過程能很好的滿足準(zhǔn)二級動力學(xué)方程，且反應(yīng)過程放熱，溫度越高越有利于反應(yīng)進行。碳納