棒状二氧化锰_氧化石墨烯复合材料的制备及其吸附性能研究.pdf

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1、硕士学位论文棒状二氧化锰/氧化石墨烯复合材料的制备及其吸附性能研究PREPARATIONOFGRAPHENEOXIDE/MnO2NANORODCOMPOSITEANDABSORBBINGPROPERTY崔淼哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：O61学校代码：10213国际图书分类号：546密级：公开理学硕士学位论文棒状二氧化锰/氧化石墨烯复合材料的制备及其吸附性能研究硕士研究生：崔淼导师：张立珠申请学位：理学硕士学科：化学所在单位：化工与化学学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O61U.D.C:546Dissertationforth

2、eMasteralDegreeofSciencePREPARATIONOFGRAPHENEOXIDE/MnO2NANORODCOMPOSITEANDABSORBBINGPROPERTYCandidate:CuiMiaoSupervisor:AssociateProf.ZhangLizhuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpecialty:ChemistryAffiliation:SchoolofChemicalEngineeringandTechnologyDateofDefense:June,2018Degree-Conferring-Inst

3、itution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学理学硕士论文摘要近年来曝光的几起水污染事件都和抗生素有关，河流检测发现全国水域很多地方抗生素超标。因此，对抗生素污水的预处理及含抗生素饮用水源的深度处理及其重要。石墨烯作为一种最具应用前景的碳材料，在各个领域中被广泛研究，但是其在使用过程容易发生团聚，因此常常对其改性以增强其稳定性。本文旨在制备均匀棒状结构的二氧化锰/氧化石墨烯复合材料(MnO2/GO复合材料)，用于水中环丙沙星药物的吸附。首先采用改进的Hummers法制备得到层数较少且氧化程度较高的氧化石墨烯。分别采用水热法和回流沉淀法制备棒状二氧化锰，SE

4、M测试结果表明双溶剂回流沉淀法得到棒状二氧化锰结构均匀，棒比较长，而水热法制备的棒状二氧化锰短粗，因此选择双溶剂(异丙醇和水)回流沉淀法制备棒状MnO2/GO复合材料。制备条件为：MnO2与GO质量比为1:1，异丙醇与水的体积比为10:1，加水需要迅速滴加。对制备的复合材料进行SEM、XRD、Raman等结构表征，结果表明二氧化锰负载在石墨烯表面，呈现均匀的棒状，二氧化锰晶型为α-MnO2。将该复合材料用于水中环丙沙星的吸附测试。结果表明：在起始浓度为50mg·L-1的环丙沙星溶液，投加200mg·L-1的MnO2/GO复合材料，吸附4h内环丙沙星的去除率可达90%，24h内完全达到吸附平衡，

5、最高去除率可高达97.8%。该复合材料对环丙沙星的吸附行为符合表观二级动力学模型，遵循Langmuir吸附等温线。MnO2/GO作为吸附剂具有良好的循环性能，循环三次后对环丙沙星的去除率仍可达60%以上。棒状二氧化锰与石墨烯复合，一方面能够增强氧化石墨烯的稳定性，另一方面增大了材料的比表面积及吸附性，还能够降低氧化石墨烯作为吸附材料的成本。因此，对该材料的制备研究具有重要实际意义。关键词：氧化石墨烯；二氧化锰；复合材料；吸附；环丙沙星-I-哈尔滨工业大学理学硕士学位论文AbstractRecentlywatercontaminationwasreportedduetoexcessiveanti

6、bioticlevelsofriver.Itisnecessarythatthepretreatmentofantibioticfromwastewaterandadvancedtreatmentfordrinkingwater.Graphenehasbeenwidelystudiedinvariousfields.Butitisusuallyagglegeted,andthuswemakesomeeffortstoimproveitsdisadvantage.TheobjectiveofthisstudywastoobtaintheuniformMnO2/grapheneoxidenanor

7、odcompositematerialwithhighspecificsurfaceareaforciprofloxacinremovel.Therein,thegrapheneoxidepreparedbythemodifiedHummersmethodwaswellexfoliatedintosinglelayerandhighlyoxidized.TheMnO2nanorods,whichw