碳基材料对水中汞的去除机理与效能研究

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1、１＇．－：公开分类号：ＴＵ９９密级－－－－１档案号１０８巧Ｂ２５Ｗ３学号：１３１３０２２０５；２０１５２０２仰《？與养令祷１硕±学位论文全日制专业学位）（Ｉ碳基材料对水中亲的去除机理与效能研巧学生姓名：至兰指导教师姓名：郭永福专业学位类别：工程硕±专业领域：建筑与主木工程研巧方向：市政工程Ｉ二〇—五年十二月苏州科技学院学位论文独创性声明和使用授权书独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进巧研巧王作所取得的成果。除文中已经注明引用的

2、内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研巧作出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名：碍：！曰Ｋ■ＩＪ日期：年月日学位论文使用授权书苏州科技学院、国家图书馆等国家有关部口或机构有权保留本人所送交论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅。本人完全了解苏州科技学院关于收、、集保存使用学位论文的规定，即；按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本，；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版并提供目录检索与阅览服务；学意学校校可Ｗ采用影印

3、、缩印、為６：字化或其他复制手段保存汇编学位论文；同用不。同方式在不同媒体上公布论文的部分或全部内容）（保密论文在解密后遵守此规定如王Ｉｆ＊论文作者签年月＾日名：气日期：／、＞＾：心Ｓ期：年月日指导教师签名苏州科技学院硕士学位论文（全日制专业学位）碳基材料对水中汞的去除机理与效能研究学生姓名：王卓指导教师姓名：郭永福专业领域：建筑与土木工程研究方向：市政工程苏州科技学院环境科学与工程学院二○一五年十二月MasterDissertationofSuzhouUniversityofScienceandTechnologyEffect

4、ivenessandmechanismstudiesofcarbon-basedmaterialsforthemercury(II)removalinaqueousphaseMasterCandidate:ZhuoWangSupervisor:YongfuGuoMajor:ArchitectureandCivilEngineeringResearchArea:MunicipalEngineeringSuzhouUniversityofScienceandTechnologySchoolofEnvironmentalScienceandEngineerin

5、gDecember,2015苏州科技学院硕士学位论文摘要摘要水体中的重金属污染因其具有易迁移、持久性强、易生物累积和生物致毒等特点，成为当今最为关注的环境问题之一。常用的重金属废水处理技术有化学沉降法、离子交换法、吸附法、膜过滤法、絮凝沉淀法、气浮法和电化学法等。而吸附法因原材料成本低且易得，处理污染物种类范围广，生物兼容性友好等特点被广泛应用和研究。而在众多吸附剂中，碳基材料因其种类繁多、表面易于进行化学修饰同时比表面积大等特点，在吸附法的应用中具有重要作用。另一方面，工业废水中通常含有铬、汞和铅等重金属离子，其中以汞污染最为严重和难以控制。因此本研究

6、中选取三种未改性商业活性炭以及三种石墨烯衍生物为吸附剂，其中包括桃壳活性炭(PSAC)、煤质活性炭(CAC)、椰壳活性炭(CHAC)、还原氧化石墨烯(RGO)以及分别负载有铬、钴元素的石墨烯材料(RGO/Cr和RGO/Co)。同时以Hg2+为吸附质，研究两者之间的相互作用。论文中分别通过对传统未改性商业活性炭和石墨烯衍生物新型吸附剂吸附Hg2+的效能研究，分析其吸附机理，并对两类碳基材料的吸附效能进行比较。论文主要的研究内容和结果如下：(1)对三种未改性商业活性碳进行材料表征通过扫描电镜分析(SEM)、傅里叶红外分析(FTIR)、表面零电点测量(pHpz

7、c)、表面等电点测量(IEP)、X射线衍射分析(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)和孔径分布及比表面积分析(BET)发现：三种吸附材料表面主要含有的有机官能团包括羟基、sp2碳骨架结构以及一些含有烷氧基的结构，材料外表面相比内表面分布有更多的负电荷，有利于材料对溶液中Hg2+的吸附。CAC结晶度最低，在基于纳米石墨晶型模型中的晶格结构最为不规则和无定形。PSAC最可积孔径最小，表面微孔含量比例最大，而CAC表面介孔含量比例最大。CAC相比另外两种活性炭的表面氧化程度更高，同时三种材料表面汞元素没有发生明显的还原反应。(2)研究了三种商业活性炭对溶液

8、中Hg2+离子的吸附效能结果表明：在pH为4的条件下，PSAC、CAC和CHAC