KOH和NTP活化石墨烯的制備及其對(duì)芳香化合物的吸附性能研究
發(fā)布時(shí)間：2020-12-04 08:01
芳香化合物（ACs）是廢水中分布廣泛的一類有機(jī)污染物,對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康構(gòu)成了極大的威脅。ACs往往具有難降解性,環(huán)境持久性,“致癌、致畸、致突變”的特性,需要采取恰當(dāng)?shù)奶幚矸椒▽?duì)廢水中的ACs進(jìn)行去除。物化處理法是一種通過轉(zhuǎn)移ACs進(jìn)而實(shí)現(xiàn)廢水凈化的方法。其中,吸附法是一種常見的,環(huán)保的,經(jīng)濟(jì)的選擇,能夠?qū)⑺w中的污染物轉(zhuǎn)移到吸附劑。吸附劑的性能往往決定著吸附效率的高低,因而尋找具有高選擇性和高活性的吸附劑至關(guān)重要。隨著納米技術(shù)的快速發(fā)展,納米材料在廢水的凈化處理領(lǐng)域的應(yīng)用必將是大勢(shì)所趨。石墨烯（GN）具有獨(dú)特的由碳原子所組成的蜂窩形層狀結(jié)構(gòu)和平坦而廣闊的表面,這些特性大大增加了GN與吸附質(zhì)的接觸面積,因而GN被認(rèn)為是一種十分適合作為吸附劑的碳納米材料。然而,市售商用GN的質(zhì)量良莠不齊,限制了GN作為吸附劑的應(yīng)用。通常,市售GN存在比表面積較低,活性位點(diǎn)不豐富,含氧官能團(tuán)殘余多等缺陷,研究者們迫切需要對(duì)市售GN進(jìn)行功能化的修飾以便在廢水處理尤其是含有ACs的有機(jī)廢水領(lǐng)域中得到更好的應(yīng)用。本研究分別采用了化學(xué)活化法和物理活化法對(duì)GN進(jìn)行了改性,得到了K-GN和M-GN,并結(jié)合BET、...
【文章來(lái)源】：昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁(yè)數(shù)】：108 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
GN的結(jié)構(gòu)示意圖
昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文21石英缽中充分碾碎成粉末狀，逐次加入GN慢慢的研磨均勻，以保證活化反應(yīng)。將樣品盛裝于石英舟中放入管中，通入惰性氣氛N2至管式爐中吹掃半個(gè)小時(shí)，以保證管內(nèi)空氣充分排空。調(diào)節(jié)管式爐的升溫速率為10℃/min，溫度為750℃，通入N2吹掃2h。待管式爐內(nèi)溫度降低后，取出產(chǎn)物以二次蒸餾水清洗至pH為中性，放入100℃的烘箱中烘干。烘干后得到的產(chǎn)物記為K-GN。不經(jīng)過KOH處理的樣品以同樣的步驟進(jìn)行高溫活化，其產(chǎn)物記為P-GN。反應(yīng)方程式為：400℃—：2C+6KOH→2K+2K2CO3+3H2↑（刻蝕)（3.1）700℃—：K2CO3→K2O+CO2↑(活化）（3.2）圖3.1化學(xué)活化法的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖Figure3.1TheschematicdiagramofexperimentalapparatusforchemicalModification3.2.2NTP活化石墨烯的制備物理活化：如圖3.2所示為為NTP活化GN的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。稱取等量的GP（30g）和GN（30mg）放入自制石英管中（見圖3.3）。密封后，確保電極位于管中央，防止出現(xiàn)放電不均勻的情況。通入空氣，設(shè)置氣體流量為2.5ml/min。分別接入高壓電極和低壓電極，待氣流穩(wěn)KOH:GN=4:水洗干燥，得到產(chǎn)物P-GN,K-GN
第三章實(shí)驗(yàn)方法和條件22定后開啟NTP裝置。放電條件設(shè)置為：輸出電壓為45V，輸出頻率為80HZ。為了研究放電時(shí)間對(duì)材料表面特性的影響，設(shè)置放電時(shí)間為：5min,10min,30min。其活化產(chǎn)物分別記為GN-5min,GN-10min,GN-30min。同樣的，考慮到放電頻率對(duì)材料的性質(zhì)也有影響，設(shè)置放電頻率為80HZ,100HZ,120HZ。其活化后得到的產(chǎn)物分別記為：GN-30min,80HZ,GN-30min,100HZ,GN-30min,120HZ。NTP活化產(chǎn)物統(tǒng)稱為M-GN/M-GP。反應(yīng)機(jī)理為：放電條件下，氣體粒子間發(fā)生激發(fā)、離解、電離、電荷交換，得到激發(fā)態(tài)分子/原子、正負(fù)離子、自由基，進(jìn)而與GN/GP發(fā)生反應(yīng)。a.氣體b.流量計(jì)c.數(shù)顯儀d.石英管e.等離子體裝置f.廢液瓶圖3.2NTP活化法的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖Figure3.2TheschematicdiagramofexperimentalapparatusforNTPmodificationmethoda.gasb.flowmeterc.digitaldisplayd.quartztubee.plasmadevicef.wasteliquidbottle排入大氣
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展建議[J]. 趙秀婷,班建偉,周靜,孟艷芳. 高科技與產(chǎn)業(yè)化. 2018(03)
[2]石墨烯產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展及發(fā)展建議[J]. 馬岸楨. 石油化工應(yīng)用. 2015(10)
[3]硝基苯污染的修復(fù)研究進(jìn)展[J]. 張迎迎,遲向群,王道勝,王飛華,梁威. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2015(03)
[4]活性炭制備及其活化機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 張本鑌,劉運(yùn)權(quán),葉躍元. 現(xiàn)代化工. 2014(03)
[5]活性炭吸附-Fenton氧化處理高鹽有機(jī)廢水[J]. 易斌,楊春平,郭俊元,楊益,陳雄,李小豹. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2013(03)
[6]水體硝基苯類環(huán)境激素的環(huán)境過程研究[J]. 杜慶才,胡春香,劉永定,王敏. 宜春學(xué)院學(xué)報(bào). 2011(12)
[7]石墨烯的制備、功能化及在化學(xué)中的應(yīng)用[J]. 胡耀娟,金娟,張卉,吳萍,蔡稱心. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2010(08)
[8]常壓空氣介質(zhì)阻擋放電的能量傳遞過程[J]. 丁偉,何立明,宋振興. 高電壓技術(shù). 2010(03)
[9]硝基苯的蓄積毒性和氧化損傷[J]. 邢厚娟,王殿奎,張春紅,徐世文. 環(huán)境化學(xué). 2009(02)
[10]飲用水中重點(diǎn)有機(jī)污染物對(duì)人體健康危害的研究進(jìn)展[J]. 呂煒. 中國(guó)預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志. 2007(05)
碩士論文
[1]硝基苯對(duì)鰱、鳙胚胎發(fā)育及斑馬魚細(xì)胞DNA的影響[D]. 方靜杰.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2008
本文編號(hào)：2897254
【文章來(lái)源】：昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁(yè)數(shù)】：108 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
GN的結(jié)構(gòu)示意圖
昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文21石英缽中充分碾碎成粉末狀，逐次加入GN慢慢的研磨均勻，以保證活化反應(yīng)。將樣品盛裝于石英舟中放入管中，通入惰性氣氛N2至管式爐中吹掃半個(gè)小時(shí)，以保證管內(nèi)空氣充分排空。調(diào)節(jié)管式爐的升溫速率為10℃/min，溫度為750℃，通入N2吹掃2h。待管式爐內(nèi)溫度降低后，取出產(chǎn)物以二次蒸餾水清洗至pH為中性，放入100℃的烘箱中烘干。烘干后得到的產(chǎn)物記為K-GN。不經(jīng)過KOH處理的樣品以同樣的步驟進(jìn)行高溫活化，其產(chǎn)物記為P-GN。反應(yīng)方程式為：400℃—：2C+6KOH→2K+2K2CO3+3H2↑（刻蝕)（3.1）700℃—：K2CO3→K2O+CO2↑(活化）（3.2）圖3.1化學(xué)活化法的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖Figure3.1TheschematicdiagramofexperimentalapparatusforchemicalModification3.2.2NTP活化石墨烯的制備物理活化：如圖3.2所示為為NTP活化GN的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。稱取等量的GP（30g）和GN（30mg）放入自制石英管中（見圖3.3）。密封后，確保電極位于管中央，防止出現(xiàn)放電不均勻的情況。通入空氣，設(shè)置氣體流量為2.5ml/min。分別接入高壓電極和低壓電極，待氣流穩(wěn)KOH:GN=4:水洗干燥，得到產(chǎn)物P-GN,K-GN
第三章實(shí)驗(yàn)方法和條件22定后開啟NTP裝置。放電條件設(shè)置為：輸出電壓為45V，輸出頻率為80HZ。為了研究放電時(shí)間對(duì)材料表面特性的影響，設(shè)置放電時(shí)間為：5min,10min,30min。其活化產(chǎn)物分別記為GN-5min,GN-10min,GN-30min。同樣的，考慮到放電頻率對(duì)材料的性質(zhì)也有影響，設(shè)置放電頻率為80HZ,100HZ,120HZ。其活化后得到的產(chǎn)物分別記為：GN-30min,80HZ,GN-30min,100HZ,GN-30min,120HZ。NTP活化產(chǎn)物統(tǒng)稱為M-GN/M-GP。反應(yīng)機(jī)理為：放電條件下，氣體粒子間發(fā)生激發(fā)、離解、電離、電荷交換，得到激發(fā)態(tài)分子/原子、正負(fù)離子、自由基，進(jìn)而與GN/GP發(fā)生反應(yīng)。a.氣體b.流量計(jì)c.數(shù)顯儀d.石英管e.等離子體裝置f.廢液瓶圖3.2NTP活化法的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖Figure3.2TheschematicdiagramofexperimentalapparatusforNTPmodificationmethoda.gasb.flowmeterc.digitaldisplayd.quartztubee.plasmadevicef.wasteliquidbottle排入大氣
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展建議[J]. 趙秀婷,班建偉,周靜,孟艷芳. 高科技與產(chǎn)業(yè)化. 2018(03)
[2]石墨烯產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展及發(fā)展建議[J]. 馬岸楨. 石油化工應(yīng)用. 2015(10)
[3]硝基苯污染的修復(fù)研究進(jìn)展[J]. 張迎迎,遲向群,王道勝,王飛華,梁威. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2015(03)
[4]活性炭制備及其活化機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 張本鑌,劉運(yùn)權(quán),葉躍元. 現(xiàn)代化工. 2014(03)
[5]活性炭吸附-Fenton氧化處理高鹽有機(jī)廢水[J]. 易斌,楊春平,郭俊元,楊益,陳雄,李小豹. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2013(03)
[6]水體硝基苯類環(huán)境激素的環(huán)境過程研究[J]. 杜慶才,胡春香,劉永定,王敏. 宜春學(xué)院學(xué)報(bào). 2011(12)
[7]石墨烯的制備、功能化及在化學(xué)中的應(yīng)用[J]. 胡耀娟,金娟,張卉,吳萍,蔡稱心. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2010(08)
[8]常壓空氣介質(zhì)阻擋放電的能量傳遞過程[J]. 丁偉,何立明,宋振興. 高電壓技術(shù). 2010(03)
[9]硝基苯的蓄積毒性和氧化損傷[J]. 邢厚娟,王殿奎,張春紅,徐世文. 環(huán)境化學(xué). 2009(02)
[10]飲用水中重點(diǎn)有機(jī)污染物對(duì)人體健康危害的研究進(jìn)展[J]. 呂煒. 中國(guó)預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志. 2007(05)
碩士論文
[1]硝基苯對(duì)鰱、鳙胚胎發(fā)育及斑馬魚細(xì)胞DNA的影響[D]. 方靜杰.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2008
本文編號(hào)：2897254
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