氧化石墨烯及其复合材料的制备及对贵金属的吸附行为研究

被引量 : 0次 | 上传用户:samsam1005
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文对贵金属常用的分离富集以及测定方法进行了简单的概述,并介绍了石墨烯的研究进展及氧化石墨烯(GO)的合成方法。实验首先以市售的石墨粉为原料,合成了GO,并通过元素分析(EA)、傅里叶转换红外光谱分析(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等测试手段对其进行了表征和分析。然后将GO与壳聚糖(CS)以三种不同的质量配比进行混合,合成了三种GO含量不同的壳聚糖/氧化石墨烯(CSGO)复合材料。最后,以GO及CSGO复合材料为吸附剂,分别探究了它们对水溶液中几种贵金属离子的吸附行为。论文主要考察了溶液pH值大小、吸附时间、初始浓度、温度、解吸剂以及离子选择性等因素对吸附的影响,并对两种吸附剂吸附水溶液中的贵金属离子的吸附等温线、吸附动力学和吸附热力学行为进行了拟合、分析和讨论。结果如下所示:(1)GO的合成以市售的石墨粉为原料,将Hummers法作为合成的基本思路,经过氧化剂一系列的氧化还原反应,合成了氧化石墨。然后,利用超声分散的剥离方法,将氧化石墨剥离成GO,用于研究GO对Au(Ⅲ)、Pd(Ⅱ)和Pt(IV)的吸附行为。将CS与GO以不同的配比混合,合成出了三种GO含量不同的CSGO复合材料:GO质量分数为5%的CSGO复合材料(CSGO5)、GO质量分数为10%的CSGO复合材料(CSGO10)和GO质量分数为15%的CSGO复合材料(CSGO15),用于研究它们对Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的吸附行为。此外,为了对比添加GO前后CS吸附容量的变化,合成了不含GO的并用戊二醛改性后的交联壳聚糖(GCCS)。结果表明:GO对Au(Ⅲ)、Pd(Ⅱ)和Pt(IV)的最佳pH值均为6.0;CSGO复合材料对Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的最佳吸附酸度分别是pH3.0–5.0、pH3.0–4.0。在最佳pH值和室温条件下,GO对Au(Ⅲ)、Pd(Ⅱ)和Pt(IV)的最大吸附容量分别是108.342mg/g、80.775mg/g和71.378mg/g;CSGO5、CSGO10、CSGO15以及GCCS的最大吸附容量顺序为:CSGO5>GCCS>CSGO10>CSGO15>GO,其中CSGO5对Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的最大吸附容量分别为1076.649mg/g和216.920mg/g。(2)吸附等温线和吸附动力学的拟合结果是:GO对Au(Ⅲ)、Pd(Ⅱ)和Pt(IV)吸附以及CSGO5、CSGO10、CSGO15和GCCS对Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的吸附等温线均拟合Langmuir模型较好,GO对Au(Ⅲ)、Pd(Ⅱ)和Pt(IV)吸附以及CSGO5对Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的吸附动力学均拟合拟二级动力学模型较好。另外,GO对Au(Ⅲ)、Pd(Ⅱ)和Pt(IV)的吸附以及CSGO5对Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的吸附容量均随着温度的升高而不断增大。通过不同温度下的吸附热力学数据求得的吉布斯自由能(Go)、焓变(Ho)和熵变(So)值表明,两种吸附材料对贵金属离子的吸附过程是可行的、自发的吸热过程。(3)在选择性实验中,采用双组份进行讨论,两种吸附剂GO和CSGO5对溶液中某些金属离子的吸附选择性却不是很好。(4)配制不同种类和浓度的溶液作为GO和CSGO5的解吸剂,结果如下:GO对Au(Ⅲ)、Pd(Ⅱ)和Pt(IV)的最佳解吸剂分别为0.5mol/L硫脲–0.5mol/L盐酸、1.0mol/L硫脲–0.5mol/L盐酸和1.0mol/L硫脲–0.5mol/L盐酸;CSGO5对Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的最佳解吸剂分别为1.0mol/L硫脲–0.5mol/L盐酸和0.2mol/L硫脲–0.5mol/L盐酸。GO和CSGO5在进行了三次吸附–解吸循环实验后,它们的吸附容量降低很少,且解吸率保持较高的值,表明这两种吸附剂GO和CSGO5的稳定性较高,并且是可以被循环利用的。综上所述的实验结果表明,GO和CSGO5这两种吸附剂对贵金属离子的吸附均具有很高的吸附容量,并且重复利用率高,但在对其他几种金属离子的选择性方面有待于进一步改善。本论文对GO及其CSGO复合材料分离富集溶液中的贵金属离子具有很好的理论指导,并为以后的实际应用奠定了良好的理论基础。
其他文献
<正>电视媒体管理,就是通过有效的文化管理,制造和传播好优秀文化,实现文化本身所内蕴的综合价值。其核心是文化管理,也涉及新闻传播学、产业经济学、政治学、管理学等各个学
在初中历史教学中利用多媒体技术,能够有效地激发学生的学习兴趣。近年来,多媒体技术已经被广泛地应用到教学中,它能将文字、图像和动画等完美地结合在一起,反映出更加直观的
【目的】分析喉癌术后咽瘘发生的相关因素,探讨营养支持在喉癌患者治疗过程中的重要作用,对改善患者生存质量的重要意义。【方法】对156例喉癌患者进行随访及回顾性研究,分析了
随着对胃壁细胞分泌功能及胃粘膜防御功能的深入研究,抗消化性溃疡药物取得了从传统的抗酸解痉到抑制胃壁细胞的胃酸分泌功能和增强胃壁细胞防御功能的突破性进展。质子泵抑制
<正>目前,世界统计已进入一个非常重要的变革时期,发展方向和发展趋势日益明朗,其中一个突出的表现就是更加注重利用行政部门的行政记录。这里所讲的行政记录是指政府行政部
<正>创建于2006年的BuzzF eed凭借阿猫阿狗榜单图异军突起,目前已跃居为美国第三大新闻站点。2014年,这家新闻聚合网站成功融资5000万美元,市场触角开始向英国、德国、澳大利
根据课程标准对初中英语听力教学的要求,针对农村初中英语听力教学的现状,结合教材内容与教学实例阐述了如何在听力教学中根据学生的需要搭建认知建构的支架,把复杂的学习任
斗容在20m3以上的大型电铲、液压铲均为露天矿山的主要采掘设备,其各有优缺点。从电铲和液压铲的性能方面入手,全面地分析了它们的使用特点和适应工况,便于矿山用户在两种铲
<正>2010年1月13日,时任国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议,决定加快推进电信网、广播电视网和互联网三网融合。会议明确在2013年至2015年,全面实现三网融合发展,基本
随着我国市场经济的快速发展和金融市场的日益繁荣,信贷业作为经济发展所必不可少的一种融资渠道也日渐活跃。一些犯罪分子抓住我国信贷业仍不成熟的一些漏洞,实施贷款诈骗行为