石墨烯泡沫材料的制备及在含油和染料废水处理中的应用

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiangyongan
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
随着经济的不断发展,水污染问题逐渐得到人们的广泛关注,吸附技术的出现和发展为水体污染突发事件、微污染水源和工业废水的处理提供了广阔的平台。但目前工业化、规模化应用的吸附材料存在吸附容量低、针对性差、再生困难及费用高昂等缺点。石墨烯作为一种新型的吸附剂,具有巨大的比表面积和优异的吸附能力,但由于材料的水溶性,不易从液相分离,限制了其在环境和水处理领域的应用。超疏水性、易分离的石墨烯泡沫(GrapheneSponge,GS)及磁性石墨烯材料(MagneticGrapheneSponge,MGS)的成功制备,克服了传统吸附材料的缺点,将两者分别应用于水中油类有机污染物和染料的去除,考察其吸附特性,为含油微污染水源水治理、海(河)面溢油应急处理、染料废水的处理提供新思路和技术方法。  本文采用自组装原位还原技术为基础的氧化-还原法和制备石墨烯泡沫材料GS,考察其对油类等有机物的吸附效能,分析GS的吸附机制及影响因素。在此基础上,采用溶剂热还原法制备磁性石墨烯材料MGS,以罗丹明B染料为目标污染物,探究吸附剂MGS的吸附机制,并分析吸附影响因素。  制备的GS为似海绵的致密层状结构,内部及表面分布着大小不等的孔隙结构,整体上形成相互相连通的三维网状立体结构,为吸附质的表面吸附和内部扩散提供途径。GS对油类物质及有机溶剂具有良好的吸附能力,吸附迅速;吸附过程为放热反应,吸附行为是静电力、范德华力及疏水亲油性的共同作用下完成的。加热法再生GS,再生效果好,重复利用稳定性强。操作方便、实现油类的回收利用、有效地避免二次污染且易于规模制备,具备水环境突发性油污染处理的潜力。  制备的MGS的石墨烯层上附着Fe3O4磁性粒子,在外加磁场作用下迅速实现分离。MGS对罗丹明B具有很强的吸附能力,饱和吸附量达63.5mg/g;吸附过程是一个连续性的分段过程,符合伪二级动力学吸附模型;吸附符合BET等温吸附方程,对罗丹明B的吸附行为是发生在表面的多分子层吸附和孔隙内部的扩散过程。溶液温度和pH对吸附吸附效果产生影响,吸附行为是通过静电力、范德华力及氢键共同作用下完成的。运用乙醇溶剂再生MGS,再生效果良好,五次循环利用周期后,吸附量为初始的80%左右。
其他文献
再生混凝土与再生混凝土构件国内外已有大量的研究,为了更好的推广再生混凝土的应用与提高再生混凝土构件的抗震性能,本试验在再生混凝土柱的基础上配入型钢,使其具有更好的承载
目前,越来越多的建筑结构采用装配式结构形式,装配式建筑迅速发展。相对于国外,我国的装配式建筑起步较晚,发展速度较慢,但是装配式结构已经成为今后发展的一种趋势。对于装
会议
会议
中空夹层钢管混凝土是在两个同心放置的钢管之间灌注混凝土而形成的构件,它可用于高层建筑、高架桥桥墩、输变电杆塔、风力发电支架等对抗震性能和抗弯刚度方面有较高要求的结
会议
本文从雨生红球藻中提取虾青素粗提液,高效液相色谱法测定其虾青素的含量,以此粗提液添加到日本沼虾的配合饲料中。分别从最适添加量的确定、对血细胞密度及吞噬活力(吞噬百
期刊
近些年来,随着我国城镇化建设的不断发展,多高层建筑越来越多,在这类建筑中应用较普遍的是剪力墙结构,然而在历次地震中发现,普通剪力墙结构虽然能够抵抗地震作用,但是容易发生脆性
会议