氧化石墨烯_改性磁性壳聚糖复合材料制备及其对重金属离子吸附性能的研究

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1、西安建筑科技大学硕士学位论文氧化石墨烯/改性磁性壳聚糖复合材料制备及其对重金属离子吸附性能的研究专业：有色金属冶金硕士生：马键指导老师：李林波教授摘要当前水环境污染主要方式是重金属污染物的排放。吸附法在处理重金属废水时，具有高效、成本低廉、易于操作等优点，使其具有很好的应用前景。在众多吸附剂中，壳聚糖和氧化石墨烯分子结构上均含有大量可以螯合重金属离子的活性官能团，这使得壳聚糖和氧化石墨烯作为吸附剂在处理重金属废水领域得到了广泛的关注。本文利用氧化石墨烯水溶胶滴加到壳聚糖表面，成功获取了氧化石墨烯/壳聚糖复合材料（GC）。并使用扫描电镜、X射线衍射等测试方法对该复合材料进行表征，同

2、时将其应用于模拟废水水样中铜铅镉离子的静态吸附研究。实验结果表明：在100mL,50mg/L的模拟废水水样中，pH为6，初始投加量为70mg，吸附时间为90min，温度在20℃条件下，得到氧化石墨烯/壳聚糖复合材料对铜铅镉的吸附容量分别为60.7mg/g、48.7mg/g、32.3mg/g。通过吸附解吸循环实验表明氧化石墨烯/壳聚糖复合材料在循环10次后，该材料对铜离子的吸附容量可达到初始吸附容量的86%。另外，本文还制备了一种羧甲基氨基化磁性壳聚糖，让其与氧化石墨烯复合得到氧化石墨烯/改性磁性壳聚糖复合材料（MCGO）。通过扫描电镜、X射线衍射、傅里叶红外光谱等测试方法对该复合

3、材料进行表征。同时将其应用于模拟废水水样中铜铅镉离子的静态吸附研究。其结果表明：在100mL，50mg/L的模拟废水水样中，pH为6，初始投加量为70mg，吸附时间为90min，温度在20℃条件下，氧化石墨烯/改性磁性壳聚糖对铜铅镉的吸附容量分别为70.3mg/g、56.4mg/g、36.7mg/g。通过吸附解吸循环实验表明氧化石墨烯/改性磁性壳聚糖复合材料在循环利用10次后，该材料对铜离子的吸附容量可达到初始吸附容量的95%。通过Langmuir与Freundlich吸附等温模型拟合的吸附等温线，本文制备的两种复合材料对铅离子的吸附都符合Freundlich吸附等温模型。西安建

4、筑科技大学硕士学位论文通过以上两种复合材料在处理模拟废水水样中的对比。氧化石墨烯/改性磁性壳聚糖相较于氧化石墨烯/壳聚糖复合材料对模拟废水水样中铜铅镉离子的静态吸附容量均有较大的提升，并且氧化石墨烯/改性磁性壳聚糖复合材料的循环利用价值更高；氧化石墨烯/改性磁性壳聚糖复合材料在外加磁场的作用下更有利于回收，简化了回收吸附剂的工艺流程，易于操作，可降低生产成本。关键词：吸附；重金属离子；氧化石墨烯；改性磁性壳聚糖西安建筑科技大学硕士学位论文PreparationofGraphiteOxide/ModifiedMagneticChitosanCompositeanditsAdsorp

5、tionPropertiesonHeavyMetalIonsSpecialty:Non-ferrousMetallurgyAuthor:MaJiansupervisor:ProfessorLiLinboABSTRACTThemainwayofwaterpollutionistheemissionofheavymetalpollutants.Theadsorptionmethodhastheadvantagesofhighefficiency,lowcost,easyoperationandsoontotreatheavymetalwastewater,soithasgoodapp

6、licationprospect.Inmanyadsorbents,themolecularstructureofchitosanandoxidizedgraphenecontainsalargenumberofactivefunctionalgroupswhichcanchelateheavymetalions,whichmakeschitosanandgraphiteoxideasadsorbentinthefieldofheavymetalwastewatertreatmenthasbeenwidelyconcerned.Inthispaper,grapheneoxideh

7、ydrosolwasaddeddropwisetothesurfaceofchitosan,andgrapheneoxide/chitosancomposites(GC)weresuccessfullyobtained.ThecompositematerialwascharacterizedbyscanningelectronmicroscopeandX-raydiffraction.Atthesametime,itwasappliedtosimulatethestaticads