石墨烯复合材料的制备及其在污水处理中的应用研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文石墨烯复合材料的制备及其在污水处理中的应用研究论文作者：王文杰学生类别：全日制学科门类：理科学科专业：高分子化学与物理指导教师：杨永芳职称：副教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofChemistryandPhysicsofPolymersPREPARATIONOFGRAPHENECOMPOSITESANDINVESTIGATIONSOFTHEIRAPPLIC

2、ATIONINSEWAGETREATMENTbyWangWenjieSupervisor:AssociateProfessorYangYongfangMay2015原创性声明本人谢重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成。果除文中己经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体己经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研巧工作做出贡献的其他个人或集体。，均己在文中Ｗ明确方式标明本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。Ｖ心

3、学位论文作者签名：日期：技．之．己关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学拉论文的Ｗ下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文：学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进斤检索、交流。；学校有权向国家有关部口或者机构送交论文的复印件和电子版（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）八学位论文作者签名：日期：—－民导师签名：ｍ林：揭夺今曰期ａ摘要污染问题是全世界普遍

4、存在的问题，特别是水污染，随着工业高速发展，各种有害化学物质的排放使水资源的污染越来越严重，现如今解决水污染成为了当时社会亟待解决的问题之一。石墨烯是近几年来发展起来的具有优异性能的新型碳材料，石墨烯复合材料在解决水污染的问题上具有潜在的应用价值。本论文主要通过对石墨烯进行聚合物改性和无机粒子掺杂改性两个方面制备石墨烯复合材料，并研究了其对重金属离子的吸附和有机物的光催化降解等性能。本论文主要研究内容如下：(1)GO-PANI复合材料的制备及其吸附性能研究首先制备氧化石墨烯(GO)，然后在其表面接枝对苯二胺，以接

5、枝在氧化石墨烯表面的苯胺基团为锚固点，进行苯胺的原位氧化还原聚合，在氧化石墨烯边缘接枝聚苯胺大分子链。通过傅立叶红外光谱，热失重，X射线衍射，拉曼光谱，透射电镜等表征手段，确定复合材料的结构。并以GO-PANI复合材料为吸附剂研究了对Pb2+的吸附性能。GO-PANI复合材料对Pb2+的最大吸附量为1416mg/g，是PANI最大吸附量的2.3倍。石墨烯/聚苯胺复合材料可以作为重金属离子Pb2+的一种优异吸附剂，在重金属污水处理方面具有很大的应用前景。(2)GO/NH2-MIL-53复合材料的制备及其光催化降解性

6、能研究首先是制备表面带正电荷的聚苯乙烯微球，通过静电相互作用在PS球表面负载氧化石墨烯片层，将负载的氧化石墨烯片层进行还原并用对氨基苯甲酸重氮盐进行处理，使其表面修饰较多的羧基基团。然后在水热条件下，加入2-氨基对苯二甲酸配体和Al3+金属中心合成出了MOF复合材料，最后加入溶剂溶解PS球，制备了中空的石墨烯/MOF复合材料。通过扫描电镜、粉末X射线衍射、傅立叶红外光谱等测试对复合材料的结构进行表征。在可见光下测试了GO/NH2-MIL-53复合材料对亚甲基蓝的降解性能。与NH2-MIL-53材料相比，GO/NH

7、2-MIL-53复合材料的光催化活性得到了较大的提高，降解速率是NH2-MIL-53的1.85倍。关键词：石墨烯，聚苯胺，NH2-MIL-53，吸附，光催化，亚甲基蓝IAbstractPollutionespeciallywaterpollutionisacommonproblemaroundtheworld.Withrapiddevelopmentoftheindustry,theproblemisgettingworsefordischargeofhazardouschemicals.Thereforethe

8、problemofwaterpollutionhasbecomeoneofthesocialproblems.Recently,grapheneimergedasanewcarbonmaterialowingtoitslargesurface,goodthermalandelectricconductivity,andstongmechanicalproperties.G