石墨烯-聚酰胺–胺復(fù)合材料的制備及吸附與催化應(yīng)用探索.pdf

1、石墨烯石墨烯聚酰胺聚酰胺–胺復(fù)合材料的制備胺復(fù)合材料的制備及吸附吸附與催化催化應(yīng)用應(yīng)用探索探索PreparationofPoly(aoamine)ModifiedGrapheneOxideItsApplicationinAdsptionfHeavyMetalIonsCatalyticReactions學(xué)科專(zhuān)業(yè)：生物醫(yī)學(xué)工程研究生：遠(yuǎn)洋指導(dǎo)教師：張國(guó)亮教授天津大學(xué)化工學(xué)院二零一三年六月摘要石墨烯是碳原子以SP2雜化方式連接形成的具有蜂窩狀

2、六邊形晶格的二維單原子層碳材料。自從2004年首次發(fā)現(xiàn)以來(lái)，石墨烯因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)以及優(yōu)異的理化性能受到科學(xué)界的廣泛關(guān)注，也掀起了科學(xué)家們研究石墨烯納米材料的熱潮。氧化石墨烯的二維層狀結(jié)構(gòu)、超大的表面積、豐富的官能團(tuán)等特性使其成為新型復(fù)合材料的理想載體。本文主要研究以氧化石墨烯為載體負(fù)載聚酰胺–胺樹(shù)狀大分子的新型復(fù)合材料的制備與表征，以及該復(fù)合材料對(duì)重金屬離子的吸附性能。通過(guò)傅里葉紅外光譜分析（FT–IR）、X射線(xiàn)光電子能譜（XPS）、掃

3、描電子顯微鏡（SEM）、原子力顯微鏡（AFM）等表征方法，考察了復(fù)合材料的形貌、結(jié)構(gòu)和元素分布等，并且利用該復(fù)合材料為吸附劑進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該材料對(duì)重金屬離子具有卓越的吸附性能。此外，本文還利用所制得的復(fù)合材料為載體負(fù)載鈀納米顆粒制成了復(fù)合納米材料催化劑，并通過(guò)Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)催化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該催化劑具有良好的催化活性。主要研究結(jié)果如下：（1）以氧化石墨烯為載體，通過(guò)原位合成法，制備了氧化石墨烯聚酰胺–胺復(fù)合材料（GO–PAMAM

4、）。FT–IR、XPS、SEM和AFM表征結(jié)果顯示，聚酰胺–胺樹(shù)狀大分子分布在氧化石墨烯的邊緣和表面，氨基含量為5.05mmolg1。重金屬離子吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示該復(fù)合材料對(duì)重金屬離子有良好的吸附性，吸附效果明顯優(yōu)于常用的活性炭等吸附劑，并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明該吸附劑可用于多種重金屬離子混合存在的廢水處理。（2）以所制得的GO–PAMAM復(fù)合材料為載體，負(fù)載鈀納米顆粒，制備了GO–PAMAM–Pd復(fù)合納米材料催化劑。SEM、TEM和XPS表征結(jié)