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当今全球水污染的问题越来越严重,特别是来自纺织、印刷、电镀、造纸等行业的工业废水中含有大量有毒有害的有机染料,造成严重的水污染问题,对人类的健康和生态环境都造成了巨大的威胁。因此,从废水中去除有机染料,提高水资源的质量是刻不容缓的。在水处理领域中,吸附法被认为是处理染料废水的一种最方便、经济和高效的方法,并且可以大规模生产使用,目前其应用是最广的。如今研究者们开发了越来越多的纳米功能材料,将其用作吸附剂以去除水体中的有机染料。二硫化钼(MoS2)是一种新兴的类石墨烯二维纳米材料,由于其独特的物理化学、电学、生物学和机械性能,吸引了广大研究者们的关注,特别是在水处理领域。 本论文首先采用水热法制备出二硫化钼纳米花粉末,并以柔性三维网状多孔结构的商业三聚氰胺甲醛海绵(简称MF海绵)作为基体,添加901建筑胶水(主要成分为聚乙烯醇)作为高分子粘合剂,通过浸涂法制备出易分离、高效且可重复使用的吸附剂——二硫化钼纳米花海绵,具体工作内容如下: 1.以钼酸铵和硫脲作为前驱体,同时提高硫脲的相对浓度,采用高浓度硫源水热法制备出表面带负电荷且边缘活性位点较多的二硫化铝纳米花粉末,以阳离子型染料罗丹明B(RhB)为吸附模型,通过吸附性能分析可知,MoS2纳米花粉末对RhB染料的最大吸附容量(Qmax)为210.24mg/g,Sips多分子层等温吸附模型能很好地描述MoS2纳米花吸附RhB染料的过程。为了克服粉末类吸附剂在水体中分散后难分离且容易造成水体二次污染的问题,以MF海绵作为基体,通过浸涂法将MoS2纳米花粉末通过物理作用负载在MF海绵上,制备出易分离、高效且可重复使用的吸附剂——二硫化钼纳米花海绵。MoS2纳米花海绵对RhB染料的吸附量很大,最大吸附容量为104.78mg/g;吸附速度很快,在10分钟内即可将RhB溶液从紫红色脱色为无色,吸附去除率达97.24%;Sips多分子层等温吸附模型和准二级动力学模型能很好地描述MoS2纳米花海绵对RhB染料的吸附行为。在吸附完成后,使用THF(含5%HCl)溶液能对吸附在MoS2纳米花海绵表面的RhB染料进行解吸。MoS2纳米花海绵在重复10次吸附/解吸实验后,其对RhB的吸附去除率仍可到达86.7%,具有优异的可重复使用性。更重要的是,MoS2纳米花海绵在吸附/解吸完成后只需要采用镊子进行简单的提取即可从水体中分离回收,而不再需要其他复杂的分离方法。 2.由于物理粘结的不稳定性,MoS2粉末在吸附/脱附过程中很容易从MF海绵上脱落污染水体,因此进一步引入化学粘结。以MF海绵作为基体,添加901建筑胶水(主要成分为聚乙烯醇)作为高分子粘合剂,调节胶水溶液的浓度,通过两步浸涂法,将MoS2纳米花粉末通过物理和化学作用负载在MF海绵上,制备出更稳定和更高效的吸附剂——二硫化钼纳米花/胶水海绵。其中,所制备的MoS2纳米花/3%胶水海绵上MoS2纳米花的负载量是最大的,对RhB染料的吸附速度最快,在5分钟内即可将RhB溶液从紫红色脱色为无色,吸附量很大,其最大吸附容量为127.39mg/g。Sips多分子层等温吸附模型和准二级动力学模型能很好地描述MoS2纳米花/胶水海绵对RhB染料的吸附行为。在吸附完成后,使用THF(含5%HCl)溶液能对吸附在MoS2纳米花/胶水海绵表面的RhB染料进行解吸。MoS2纳米花/3%胶水海绵在重复15次吸附/解吸实验后,其对RhB的吸附去除率仍可到达85.8%,具有优异的可重复使用性。更重要的是,MoS2纳米花/胶水海绵在完成吸附/解吸后其表面负载的MoS2粉末的脱落非常少,只需要采用镊子进行简单的提取即可将其从水体中分离回收,并不会造成水体污染。此外,也对MoS2纳米花吸附/脱附RhB染料的机理过程进行了深入的研究。