膨脹石墨的制備及其對金屬離子去除性能的研究.pdf

1、膨脹石墨是一種多孔性材料，孔徑范圍廣，總孔容大，在吸附方面有巨大的潛力。本文的目的主要是研究膨脹石墨對于幾種代表性的金屬離子的吸附性能，優(yōu)化吸附條件，并且在實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進行數(shù)學(xué)分析和機理研究，為進一步提高膨脹石墨的吸附能力和應(yīng)用范圍提供理論依據(jù)和方向。此外，本文還制備了改性膨脹石墨，以提高膨脹石墨的吸附性能。
　　 本文以青島宏達購買的可膨脹石墨為原料采用微波膨脹法制備出膨脹石墨，通過BET方程和BJH法計算其比表面積、孔體

2、積和孔徑分布；采用掃描電子顯微鏡(SEM)和FT-IR紅外分析儀觀察了膨脹石墨的微觀形貌結(jié)構(gòu)以及膨脹石墨含有的官能團。
　　 膨脹石墨吸附鉛、鉻、錫離子吸附實驗結(jié)果表明：溶液pH是控制三種金屬離子吸附過程的重要因素；當(dāng)溶液呈中性或偏酸性時，鉛溶液的初始濃度為300mg/L，吸附時間為300min時，膨脹石墨對含鉛離子的吸附量達到63mg/g；當(dāng)溶液在pH=3時，膨脹石墨對鉻離子的吸附效果最好；當(dāng)溶液呈偏酸性，錫溶液的初始濃度為3

3、00mg/L，吸附時間為120min時，膨脹石墨對錫離子的吸附量達到343mg/g。另外，分別采用Langmuir吸附等溫線方程、Freundlich吸附等溫線方程和Temkin吸附等溫線方程對膨脹石墨吸附三種金屬的實驗數(shù)據(jù)進行擬合，結(jié)果表明Langmuir等溫線方程能較好地描述三種金屬離子在膨脹石墨上的吸附平衡，膨脹石墨吸附三種金屬離子的Langmuir模型極限吸附容量分別為70.42mg/g，2.77mg/g，378.78mg/g。

4、采用準(zhǔn)一級、準(zhǔn)二級、Elovich和Ritchie’s-二階吸附動力學(xué)模型分析了實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)二級動力學(xué)模型能更好地描述吸附過程。
　　 經(jīng)過納米氫氧化鎂改性后的膨脹石墨對鉛離子吸附的實驗結(jié)果表明：對比原膨脹石墨，可以發(fā)現(xiàn)改性膨脹石墨能有效地吸附鉛離子，其吸附量由原來的70mg/g提高到105mg/g。當(dāng)初始pH值為4～6、含Pb(Ⅱ)廢水初始濃度為100mg/L、改性膨脹石墨投加量為0.035、吸附時間為120min，25℃