粉煤灰-石墨烯復(fù)合材料的制備及其吸附性能的研究.pdf

1、隨著時代的進步，經(jīng)濟和工業(yè)的發(fā)展，水污染給人們帶來的影響也越來越凸顯。污染廢水中的染料和重金屬離子對水體的破壞較大，而且會對環(huán)境和生物體造成嚴(yán)重的傷害。如何高效的去除污染廢水中的染料以及重金屬離子越來越值得人們思考和研究。吸附法具有較寬廣的市場，其操作簡單，成本較低且可處理很多難分解、劇毒性的廢水，因此備受親睞。
　　實驗首先對粉煤灰進行改性研究，采用氧化還原法進行多層石墨烯的制備。通過水熱合成法和燒結(jié)法制備了F/Gr、PEG F

2、/Gr和PVP F/Gr。運用SEM、Raman、XRD、FT-IR和BET等手段對復(fù)合材料進行了表征。以F/Gr、PEG F/Gr和PVP F/Gr作為吸附劑，對亞甲基藍及Cu2+進行吸附性能的研究。結(jié)果表明:
　　(1)利用水熱合成法和燒結(jié)法成功制備了F/Gr，產(chǎn)物中石墨烯均勻包覆在粉煤灰表面，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。復(fù)合材料的比表面積為420.82 m2/g，且具有微孔和介孔結(jié)構(gòu)。
　　(2)以F/Gr對亞甲基藍的吸附能力的差異作為

3、研究對象。當(dāng)pH值增大時它的吸附量隨之增大，當(dāng)pH值趨于中性時吸附趨于平衡;當(dāng)F/Gr的用量為1mg/mL，去除率趨于穩(wěn)定;當(dāng)溫度逐漸升高時F/Gr對亞甲基藍的吸附數(shù)量也隨之增加，由此可知吸附過程是一個吸熱反應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)時間為300min時，達到吸附平衡。偽二級動力學(xué)吸附模型與整個吸附過程相吻合，表明化學(xué)吸附的反應(yīng)過程直接影響了吸附速率;Langmuir等溫吸附模型可以很好的擬合實驗結(jié)果，相關(guān)系數(shù)R2更接近于1，得出吸附過程為單層吸附。動

4、力學(xué)和熱力學(xué)研究表明:吸附反應(yīng)過程為自發(fā)的吸熱過程。
　　(3)通過對F/Gr的改性研究，制備了PEG F/Gr和PVP F/Gr兩種改性復(fù)合材料。由SEM和FT-IR圖分析得出:PEG F/Gr和PVP F/Gr表面褶皺狀更為明顯，分散性較好，團聚程度相對較低，復(fù)合材料表面層次分明。表面積增加時，可以增強復(fù)合材料對Cu2+的吸附性能。Cu2+吸附實驗研究結(jié)果表明:當(dāng)PEG F/Gr和PVP F/Gr的用量為1mg/mL時，反應(yīng)的