貽貝仿生功能化材料制備及其吸附性能研究.pdf

1、現(xiàn)今人類的生產(chǎn)、生活活動等都會產(chǎn)生大量含有重金屬離子及有機染料的廢水，這些廢水由于某些原因未經(jīng)過處理或者經(jīng)處理后未達到排放標(biāo)準(zhǔn)便排放到自然水體中，導(dǎo)致水體嚴(yán)重污染，這不僅會破壞人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境，而且會對社會公眾健康生活等造成嚴(yán)重影響。因此，探究與發(fā)現(xiàn)能夠有效去除水環(huán)境中重金屬離子、有機染料的處理技術(shù)與方法備受世界各國研究者們的極大關(guān)注。吸附法憑借其高效性以及易操作性，成為治理重金屬及有機染料廢水的非常有效和極具發(fā)展前景的重要方法之

2、一，受到了各界研究者的關(guān)注。碳質(zhì)納米材料（例如：碳納米管、石墨烯基材料）由于其獨特的結(jié)構(gòu)、巨大的比表面積以及大量的細微孔隙被廣泛用作吸附劑去除各種環(huán)境污染物。然而，由于未改性的碳質(zhì)納米材料本身可分散性差、缺少有效官能團，其對重金屬離子、有機染料的吸附能力仍然有限。因此，在利用納米材料獨特結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上合成吸附量大，去除效率高，吸附速率快，易于分離，制備簡單的聚合物基新型復(fù)合吸附材料十分必要。
　　本文通過結(jié)合貽貝仿生化學(xué)和邁克爾加成反

3、應(yīng)，成功制備出新型功能化碳納米管材料、改性氧化石墨烯材料，并運用透射電鏡（Transmission Electron Microscope,TEM）、傅里葉紅外光譜（ Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FT-IR）、熱重分析（Thermogravimetric Analysis,TGA）、X射線光電子能譜分析（X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS）等手段對

4、合成的新型材料進行物理化學(xué)性質(zhì)表征。在系統(tǒng)的吸附實驗中，探討了不同的實驗條件對聚合物基改性納米材料吸附去除水環(huán)境中銅離子、陽離子染料亞甲基藍效果的影響，總結(jié)得出改性納米材料吸附銅離子及亞甲基藍的最佳條件和最大吸附量。運用不同的吸附等溫線模型、動力學(xué)模型及熱力學(xué)模型對吸附平衡狀態(tài)進行分析，研究吸附過程的性質(zhì)等行為。
　　本論文的主要研究結(jié)果如下：
　　（1）改性材料CNTs-PDA-PEI對于水溶液中銅離子（Cu2+）的平衡吸

5、附量可達到34.6 mg/g。隨著pH值的逐漸升高，CNTs-PDA-PEI吸附容量逐漸升高至47.4mg/g，當(dāng)pH＞10后，吸附量沒有明顯變化。該種吸附很好的遵循Langmuir模型以及準(zhǔn)一級動力學(xué)模型。
　?。?）新型CNTs-PDA-PSPSH材料對于陽離子染料亞甲基藍（methylene,MB）的平衡吸附量為174 mg/g。CNTs-PDA-PSPSH對于 MB的吸附更好的符合Langmuir模型單分子層吸附以及準(zhǔn)一級