氧化石墨烯及其复合材料对重金属铜的吸附性能研究(1)

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1、学校代号10532学号S10112005分类号密级硕士学位论文氧化石墨烯及其复合材料对重金属铜的吸附性能研究学位申请人姓名武文琴培养单位化学化工学院导师姓名及职称旷亚非教授学科专业化学工程与技术研究方向应用电化学论文提交日期2013.05.25学校代号：10532学号：S10112005密级：湖南大学硕士学位论文氧化石墨烯及其复合材料对重金属铜的吸附性能研究学位申请人姓名：武文琴导师姓名及职称：旷亚非教授培养单位：化学化工学院专业名称：化学工程与技术论文提交日期：2013.05.25论文答辩日期：201

2、3.05.30答辩委员会主席：陈金华教授StudyontheAdsorptionBehaviorofHeavyMetalCopperIonsonGrapheneOxideandItsCompositesByWUWenqinB.E.(HunannormalUniversity)2010AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinchemistryEngineeringand

3、TechnologyintheGraduateschoolofHunanUniversitySupervisorProfessorKUANGYafeiMay,2013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。除了文中特别加以标注引用的内容外，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，均已在文中以明确方式标明。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：年月日学位论文版权使用授权书

4、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门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以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，可以采用影印、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□。(请在以上相应方框内打”√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I硕士学位论文摘要铜是与人类关系非常密切的重金属材料，并已广泛应用在电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防

5、工业等领域。但由于铜材料的加工和腐蚀随之产生了重金属废水，给环境和人体的健康造成了严重的伤害。如何有效地去除及回收重金属材料成为当今环境保护工作面临的首要问题。与其他重金属去除方法相比，吸附法简易，且在处理成本方面显示出较大的优势，因此，具有广泛的应用前景。本论文以氧化石墨烯为原材料，通过化学物理改性，制备了一系列重金属离子吸附剂材料。并就其对水溶液中铜离子的吸附行为进行了系统的研究，取得了以下研究结果：（1）采用改性的hummers方法制备氧化石墨烯作为吸附剂，去除水溶液中的重金属铜离子。测定了溶液p

6、H值，反应时间，Cu(II)的初始浓度，吸附剂用量等参数对吸附性能的影响。结果表明，吸附过程符合Freundlich等温线，在初始pH值为5.3，反应时间150min时达到吸附平衡，吸附容量为117.5mg/g。将负载了铜离子2+的氧化石墨烯置于HCl溶液中可将Cu解析出来，实现氧化石墨烯的重复利用。研究结果表明氧化石墨烯材料重复利用10次后吸附量仍能达到初始吸附量的90%以上。由此表明，氧化石墨烯是水溶液中去除铜离子极为有效的一种吸附材料。（2）制备了质量比为1:10的还原氧化石墨烯与交联壳聚糖的复合

7、材料（标记为CS/RGO10)和质量比为1:10的氧化石墨烯与交联壳聚糖的复合材料(标记为CS/GO10)。系统研究了上述二种材料与交联的壳聚糖（标记为CS）对水溶液中铜离子的吸附性能。通过溶液pH，反应时间，吸附剂的量，铜离子的初始浓度等参数的研究，得出体系的最佳吸附条件。实验结果表明：CS/RGO10，CS/GO10的吸附性能优于单一材料CS的吸附性能。在初始溶液pH值为5.0，反应时间120min时反应达到吸附平衡，CS，CS/RGO10，CS/GO10吸附容量分别为137.5，150，202.5

8、mg/g。由此表明，CS/GO10是水溶液中去除铜离子最为有效的吸附材料。上述三种材料的吸附行为均符合Freundlich等温线。（3）采用巯基修饰的氧化石墨与壳聚糖复合制备了CS/GO-SH吸附材料，以去除水溶液中的重金属铜离子。测定了溶液pH值，反应时间，Cu(II)的初始浓度，吸附剂的量等参数对吸附性能的影响。红外光谱分析证明巯基已成功接枝到了GO材料上。吸附研究结果表明，经巯基改性，CS/GO-SH材料由于含有丰富的巯基，2+羟基，