γ-Fe2O3-石墨烯納米復(fù)合材料的制備及對水中DFS和SMX的吸附研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、吸附法由于其操作簡單、不易產(chǎn)生二次污染、污染物去除效率高等優(yōu)勢,被認為在去除醫(yī)藥品及個人護理品(PPCPs)等有機污染物方面具有很好的應(yīng)用前景,而吸附法的關(guān)鍵就是制備簡單,重復(fù)利用性好的高效吸附劑。因此,本課題基于吸附性能良好的新興材料石墨烯,在改進了制備方法基礎(chǔ)上,針對其難以分離回收的缺點進一步制備γ-Fe2O3/石墨烯納米磁性復(fù)合材料作為吸附水中有機污染物的吸附劑。
  本課題首先通過改進氧化還原法制備了石墨烯,通過對其進行T

2、EM、AFM、FTIR、XRD等表征觀察并分析吸附劑的形貌和結(jié)構(gòu),結(jié)果表明實驗成功制備了厚度在1.46nm左右片層比較均勻穩(wěn)定的石墨烯,而且保留了多種表面官能團和活性位點。以亞甲基藍為例研究石墨烯吸附效果,實驗結(jié)果表明溫度升高對吸附有促進作用,最大吸附量隨溫度升高而增大;pH增大時,脫色率增加,且初始濃度越高影響越明顯,主要可能是偏堿性條件下吸附劑和吸附質(zhì)間靜電作用加強;隨著初始濃度增加脫色率下降,但吸附量有所增大。吸附在180min左

3、右達到平衡,反應(yīng)符合準二級動力學(xué)模型,吸附等溫線符合Langmuir等溫吸附模型。
  在此基礎(chǔ)上,為解決石墨烯不易分離等缺點,本課題采用改進原位生長法成功制備γ-Fe2O3/石墨烯納米磁性復(fù)合材料,通過對其結(jié)構(gòu)進行表征分析了復(fù)合材料的性能改進。材料上生長的磁性粒子飽和磁化強度為3.8emu/g,使其易于分離回收。以典型PPCPs污染物雙氯芬酸鈉和磺胺甲基異惡唑為例研究改良后γ-Fe2O3/石墨烯對水中新興有機污染物吸附效果。實驗

4、表明隨著pH和初始濃度的增加污染物去除率明顯下降,pH≤5時吸附去除效果更好,但吸附量會隨著污染物濃度增加而增加;吸附反應(yīng)速率很快,5分鐘接近吸附平衡,且去除率可以達到80%以上;反應(yīng)均符合準二級動力學(xué)模型,吸附等溫線模型擬合更加符合Freundlich吸附模型。機理研究表明氫鍵和靜電作用是驅(qū)動吸附的主要作用力,鐵氧化物強化了吸附效果,不僅使吸附劑可以磁分離,還導(dǎo)致其表面含有豐富的含氧官能團。
  通過不同材料的吸附效果對比可以看

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