【摘 要】
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近年来,地下水中重金属的污染是受关注的问题之一。六价铬具有剧毒性,易迁移性和难治理性,成为地下水重金属污染重要的问题。吸附法操作简单,处理高效,二次污染少,是一种去除地下水中六价铬有效的的技术,但此技术关键问题之一是开发高效且易于分离的吸附材料。氧化石墨烯优异的理化性能使得它在水处理领域备受青睐,但氧化石墨烯对六价铬的吸附容量小,处理后分离困难等问题亟待解决。本研究以开发石墨烯铁氧化物材料为目的,
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近年来,地下水中重金属的污染是受关注的问题之一。六价铬具有剧毒性,易迁移性和难治理性,成为地下水重金属污染重要的问题。吸附法操作简单,处理高效,二次污染少,是一种去除地下水中六价铬有效的的技术,但此技术关键问题之一是开发高效且易于分离的吸附材料。氧化石墨烯优异的理化性能使得它在水处理领域备受青睐,但氧化石墨烯对六价铬的吸附容量小,处理后分离困难等问题亟待解决。本研究以开发石墨烯铁氧化物材料为目的,增强氧化石墨烯的去除量和分离性能。以氧化石墨烯为基底材料,采用水热法将Fe2O3负载到氧化石墨烯表面,制得Fe2O3/RGO。对比不同制备条件下Fe2O3/RGO的除铬性能,筛选出最佳去除效果材料的制备条件。为了使材料的分离回收更加便捷,进行改性制备,得到磁性石墨烯。本研究探讨了初始铬浓度,溶液pH和处理时间等因素对石墨烯复合材料除铬性能的影响,并通过SEM、FTIR和XPS等表征表征手段,探讨了各自除铬机理。得到以下主要结果:Fe2O3/RGO对六价铬的吸附量随初始浓度的增加而上升,随pH的增大而降低;温度的增加可以促进Fe2O3/RGO六价铬去除效果增加。动力学拟合结果表明,准二级动力学模型比准一级动力学模型能更好地描述吸附过程;Langmuir模型对实验数据的拟合度更高,Fe2O3/RGO在288和298 K时,Langmuir模型理论最大吸附容量分别是41.67和51.81 mg/g;Fe2O3/RGO去除六价铬是一个自发进行的吸热过程。XPS和FTIR分析表明,Fe2O3/RGO去除六价铬是静电吸附和化学还原的过程。磁性石墨烯去除六价铬过程中,去除量同样随初始铬浓度的增加而上升,随pH的增大而降低;共存离子HCO32-和CO32-会使磁性石墨烯去除量降低。去除过程更符合准二级动力学模型;磁性石墨烯(制备8和16 h)的Langmuir模型理论最大去除容量分别是23.25和25.22 mg/g。同样,磁性石墨烯对六价铬的去除是静电吸附和化学还原的作用。
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