tio_2壳聚糖氧化石墨烯复合微粒的制备及吸附砷研究

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1、学校代号10532学号S12031062分类号密级硕士学位论文TiO2/壳聚糖/氧化石墨烯复合微粒的制备及吸附砷研究学位申请人姓名罗肃霜培养单位环境科学与工程学院导师姓名及职称杨春平教授学科专业环境工程研究方向水处理工程论文提交日期2015年5月20日学校代号：10532学号：S12031062密级：湖南大学硕士学位论文TiO2/壳聚糖/氧化石墨烯复合微粒的制备及吸附砷研究学位申请人姓名：罗肃霜导师姓名及职称：杨春平教授培养单位：环境科学与工程学院专业名称：环境工程论文提交日期：2015年5月20日论文答辩日期：2015年6月10日答辩委员会主席：Synthesisa

2、dsorbentbeadsofTiO2/chitosan/grapheneoxideandadsorptionofArsenicbyLUOSushuangB.E.(CentralSouthUniversityofForestryandTechnology)2011AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofScienceinEnvironmentalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisor

3、ProfessorYangChunpingMay,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明；所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。、：作者签名；日期义於年月日家和窥／公学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复巧件和电子版，

4、允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、，可Ｗ采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授权书。２、不＾保密５＾上相应方框＂＂（请在ｔｉｌ内打Ｖ）＾＾作者签名：、日期；＞年月乂）日家＾韻；＾＿＾导师签名：日期；年＾月歡曰才TiO2/壳聚糖/氧化石墨烯复合微粒的制备及吸附砷研究摘要砷污染特是一个严重的全球环境问题，直接影响人类的身体健康，在常见的处理方法中，吸附法被证明是去除水中砷的最常见方法。二氧化钛对砷的吸附效果好，稳定性

5、强，但其颗粒小，机械强度差，难以实现固液分离，如果将其改性为复合材料是一种理想的解决办法。在本文中，采用化学混合法将采用Hummer方法制备的氧化石墨烯加载到了二氧化钛/壳聚糖基复合微粒中，并用于水中As(Ⅲ)和As(V)的去除，并研究了复合微粒对砷的吸附特性。实验研究了氧化石墨投料比、微粒粒径等制备条件对去除As(Ⅲ)的影响，并确定了催化剂最佳制备条件。运用环境电镜扫描(SEM)、Zeta电位计和BET比表面积分析仪对材料微观面貌进行了观察和分析。开展了吸附动力学，吸附等温线的实验，考察紫外光、pH值、干扰离子等因素对砷在复合微粒上吸附性能的影响，此外还考察了复合微

6、粒的再生利用效果。结果表明，在氧化石墨投料比为2.07%，微粒直径1mm，采用2.5%的醋酸溶为液分散液的条件下制备吸附剂除砷效果最佳；SEM、BET等分析手段表明氧化石墨烯的加载使微粒表面二氧化钛更为明显，且提升了材料的比表面积和孔隙率；当pH＜7.2时，吸附剂表面带正电荷，pH＞7.2时，吸附剂表面带负电荷；经改性后的二氧化钛/壳聚糖/氧化石墨烯复合微粒在紫外光照下对As(Ⅲ)和As(V)最大吸附容量可达12.43mg/g和13.96mg/g，而二氧化钛/壳聚糖微粒的最大吸附量仅为4.97mg/g和5.19mg/g；吸附动力学符合拟二级动力学模型，吸附等温线可用L

7、angmuir模型描述。溶液的初始pH值对吸附的影响很大，随pH值的增加，砷的吸附量逐渐减小，低于零电位的pH=7.2时，吸附剂的吸附容量接近最大值；3-3-在众多共存离子中，PO4对砷吸附影响最大，可能是由于PO4在水中与砷酸根有着类似的化学结构，产生了竞争吸附；循环吸附解吸4次后，复合微粒对砷的吸附量为10.98mg/g、10.57mg/g、10.43mg/g、10.06mg/g，表明复合微粒具有良好的再生性能。该新型复合微粒吸附剂制备方式、合成条件简单，具有吸附容量较高和易于固液分离再生的优点，因此对水体中砷为主的污染方面有较好的应用前景。关键