氧化石墨烯/改性磁性壳聚糖复合材料制备及其对重金属离子吸附性能的研究

发布时间：2025-07-05 09:58

　　当前水环境污染主要方式是重金属污染物的排放。吸附法在处理重金属废水时,具有高效、成本低廉、易于操作等优点,使其具有很好的应用前景。在众多吸附剂中,壳聚糖和氧化石墨烯分子结构上均含有大量可以螯合重金属离子的活性官能团,这使得壳聚糖和氧化石墨烯作为吸附剂在处理重金属废水领域得到了广泛的关注。本文利用氧化石墨烯水溶胶滴加到壳聚糖表面,成功获取了氧化石墨烯/壳聚糖复合材料(GC)。并使用扫描电镜、X射线衍射等测试方法对该复合材料进行表征,同时将其应用于模拟废水水样中铜铅镉离子的静态吸附研究。实验结果表明:在100mL,50mg/L的模拟废水水样中,pH为6,初始投加量为70mg,吸附时间为90min,温度在20℃条件下,得到氧化石墨烯/壳聚糖复合材料对铜铅镉的吸附容量分别为60.7mg/g、48.7mg/g、32.3mg/g。通过吸附解吸循环实验表明氧化石墨烯/壳聚糖复合材料在循环10次后,该材料对铜离子的吸附容量可达到初始吸附容量的86%。另外,本文还制备了一种羧甲基氨基化磁性壳聚糖,让其与氧化石墨烯复合得到氧化石墨烯/改性磁性壳聚糖复合材料(MCGO)。通过扫描电镜、X射线衍射、傅里叶红外光...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1壳聚糖化学结构式

甲壳素[18]是一种来源极为广泛的天然有机化合物,多来自于海产品生物的甲壳中,自然界中的生物每年合成的甲壳素可达100多亿吨[19],仅次于纤维素的合成。壳聚糖便是甲壳素脱乙酰作用后得到的产物,它的化学名为聚(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖[20]。其化学结构式为图....

图1.2壳聚糖-Cu(Ⅱ)配合物的结构

当前壳聚糖吸附重金属离子的相关研究中,发现在通常情况下铜离子和壳聚糖配合物为四配位结构,即4个糖残基螯合一个铜离子[29],其结构见图1.2。(2)离子交换作用

图1.3石墨烯/氧化石墨烯结构示意图

石墨烯是紧密堆积成二维六方蜂窝状晶格结构单层碳原子,石墨烯是当前人们发现最薄的一种新型材料,厚度仅为0.35纳米[42],其结构见图1.3(a)。由于石墨烯上的碳原子是通过sp2杂化得到的单原子层,这种结构使得石墨烯表现出明显的憎水性,此外由于范德华力的作用,使石墨烯片层容易堆积....

图1.4壳聚糖和氧化石墨烯反应示意图

Fan等[65]制备了磁性壳聚糖/氧化石墨烯复合材料,研究了磁性壳聚糖/氧化石墨烯对Pb2+的静态吸附性能,其结果表明:PH为5.0,吸附时间为40min,温度为30℃时,得到最大吸附容量为79.97mg/g,且在外加磁场的条件容易分离,提高了该材料的回收效率。He等[66]采用....

本文编号：4055919