光譜法研究單壁碳納米管在水環(huán)境中的理化行為及性能.pdf

1、TheStudyofofSingle一AthesissubmittedtoZhengzhouUniversitylL■■ylIIL■■r摘要摘要碳納米管(CarbonNanotubesCNTs)是近幾年來發(fā)展起來的一種新型炭材料。由于碳納米管其獨特的物理結(jié)構(gòu)和其獨特的熱學、力學、電學、光學和磁學等物理化學性能，因此是目前研究最多應用最廣的碳納米材料之一。同時，又由于碳納米管(CNTs)表面具有極強的吸附性能，因此常被用作有機廢水處理領(lǐng)域

2、中有重要應用前景的碳納米材料，也因此成為科學界研究的一個熱點。據(jù)報告，目前世界上碳納米管的年產(chǎn)量均已達上千億噸。由目前情況可以預測，由于碳納米管大批量的生產(chǎn)和使用，因此大批量的碳納米管進入水環(huán)境體系也是不可避免的，這也就不可避免的會對人類健康和人類環(huán)境造成污染和傷害。但是，目前對碳納米管等新型碳納米材料進入水環(huán)境體系后的環(huán)境行為研究還了解甚少，因此，研究碳納米材料在水環(huán)境中的物理化學行為，及碳納米材料與水中環(huán)境污染物之問的相互作用及其作

3、用機理對碳納米材料在水處理中的應用和環(huán)境風險評價來說都是具有重要意義的。因此，本論文主要丌展了單壁碳納米管在水環(huán)境中的物理化學行為及性能研究，重點研究了單壁碳納米管在水環(huán)境的聚集分散行為以及對水環(huán)境中的污染物的吸附性能。本論文首先采用一種天然高分子化合物一腐殖酸(humicacidHA)對水環(huán)境中的極易團聚的單壁碳納米管進行分散研究，實驗通過掃描電鏡(SEM)、高分辨透射電鏡(HRTEM)、紫外可見吸收譜(UvVis)、拉曼光譜(Ram

4、an)、近紅外、拍照、北京同步輻射的x射線光電子能譜(ⅫS)等方法對分散前后的單壁碳納米管進行了分析和表征。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)腐殖酸不僅能夠有效地將水環(huán)境中極易團聚的單壁碳納米管分散開，而且具有很好的分散效果，其分散液能穩(wěn)定長達幾個月。該研究對碳納米材料在水環(huán)境中污染物的處理中的應用及環(huán)境中風險評價來說都具有很重要的意義。該論文也討論了用腐殖酸分散后的單壁碳納米管和水環(huán)境中的金屬離子之間的相互作用，該實驗結(jié)果通過紫外可見吸收譜(UvVis)、