【摘 要】
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本文以石墨烯及其衍生物和生物质（甘蔗渣和改性甘蔗渣）为原料,采用溶液共混法和水热法制备了多种生物质/石墨烯复合材料,以复合材料作为吸附剂,利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）和热重分析（TGA）等仪器对样品进行了表征分析,研究了吸附剂的微观形貌、结构和组成。将制备所得的各种吸附剂用于污水中重金属离子、有机染料和抗生素的去除,研究不同因素对吸附性能的影响,得到了最
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本文以石墨烯及其衍生物和生物质（甘蔗渣和改性甘蔗渣）为原料,采用溶液共混法和水热法制备了多种生物质/石墨烯复合材料,以复合材料作为吸附剂,利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）和热重分析（TGA）等仪器对样品进行了表征分析,研究了吸附剂的微观形貌、结构和组成。将制备所得的各种吸附剂用于污水中重金属离子、有机染料和抗生素的去除,研究不同因素对吸附性能的影响,得到了最佳吸附条件,分析吸附剂的循环使用性能,研究了吸附机理。主要研究内容和结论如下:（1）以氧化石墨烯（GO）、甘蔗渣（SCB）为原料,通过溶液共混法制备甘蔗渣/氧化石墨烯复合材料（SCB/GO）,并研究其对Pb（Ⅱ）的吸附性能。溶液共混法简单易操作、制备过程无污染,表征分析说明材料复合成功。复合材料表面具有丰富的吸附位点,通过静电作用可以有效去除溶液中的Pb（Ⅱ）。SCB/GO吸附Pb（Ⅱ）的最佳p H值为5,60 min可达到吸附平衡,吸附过程符合准二阶动力学模型和Langmuir等温模型,SCB/GO对Pb（Ⅱ）的最大理论吸附容量为497.51 mg/g,与实验结果基本一致。（2）对SCB进行氨基化改性后与GO复合,将其组装成具有三维结构的氨基化甘蔗渣/还原氧化石墨烯气凝胶（SCB-NH2/r GA）,表征结果说明甘蔗渣氨基化改性成功,氨基的引入有利于吸附以阴离子形式存在的Cr（VI）和甲基橙（MO）。研究了气凝胶作为吸附剂时对Cr（VI）和MO的吸附性能,SCB-NH2/r GA在p H值为2和4时分别对Cr（VI）和MO吸附效果最好,吸附平衡时间分别是200 min和120 min。SCB-NH2/r GA对Cr（Ⅵ）和MO的吸附符合准二阶动力学模型和Freundlich等温模型,对Cr（Ⅵ）和MO的理论吸附容量为94.61 mg/g和77.76 mg/g,与实验结果基本一致。还原剂的加入使复合材料组装成三维多孔结构,有利于回收再利用,SCB-NH2/r GA吸附剂具有良好的循环利用性能。（3）使用生物质/石墨烯复合材料对诺氟沙星（NOR）进行吸附实验。生物质/石墨烯复合材料吸附抗生素最佳p H值为7;SCB/GO和SCB-NH2/r GA对NOR的吸附容量在40 min和360 min左右达到吸附平衡,对NOR的理论吸附容量为45.42 mg/g和34.23 mg/g;SCB-NH2/r GA对NOR的最大理论吸附容量为61.12 mg/g,与实验结果基本一致。综上所述,生物质/石墨烯复合材料制备简单、绿色环保,可以有效的去除废水中不同种类污染物,可循环回收再利用,实现了生物质资源循环利用,在水处理领域具有应用前景。
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