功能化石墨烯吸附染料废水性能研究_叶娇琴.pdf
《功能化石墨烯吸附染料废水性能研究_叶娇琴.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《功能化石墨烯吸附染料废水性能研究_叶娇琴.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、922023 年第 3 期(总第 167 期)功能化石墨烯吸附染料废水性能研究叶娇琴1,黄云凤2(1.南昌德昌科技有限公司,江西南昌,330000;2.厦门航空酒店福州分公司,福建福州,350014)摘 要:本文利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和石墨烯与染料分子的结合特性,合成了 PVP 功能化石墨烯纳米材料,对其进行了表征,应用紫外可见光光度仪分析了不同比例改性剂对酸性直接红染料的吸附效果,以及脱色与时间之间的关系,并考查该材料对水中酸性红染料的吸附能力。研究结果表明,PVP 功能化石墨烯纳米材料对染料的吸附经离心作用,仅需 0.010g 石墨烯就可达到最高透射率 33.5%,而未改性的石墨烯溶
2、液需要0.025g 以上质量的石墨烯才能达到此效果。因此,该材料在染料废水脱色方面具有很大的应用潜力与价值。关键词:功能化石墨烯;PVP;染料废水;吸附中图分类号:X703 文献标志码:A 文章编号:1008-3103(2023)03-0092-04Study on the Adsorption Performance of Functionalized Graphene for Dye WastewaterYeJiao-qin1,HuangYun-feng2(1.NanchangDechangTechnologyCo.,LTD.,Nanchang,Jiangxi330000,China;2.
3、XiamenAirlinesHotelFuzhouBranch,FuzhouFujian350014,China)Abstract:Inthispaper,usingpolyvinylpyrrolidone(PVP)andthebindingcharacteristicsofgrapheneanddyemolecules,PVPfunctionalizedgraphenenanomaterialsweresynthesized,characterized,andUV-visiblespectrophotometerwasusedtoanalyzedifferentratiosofmodifie
4、rs.Theadsorptioneffectofaciddirectreddyeandtherelationshipbetweendecolorizationandtime,andtheadsorptioncapacityofthematerialtoacidreddyeinwaterwasinvestigated.TheresearchresultsshowthattheadsorptionofdyesbyPVP-functionalizedgraphenenanomaterialscanreachthehighesttransmittanceof33.5%bycentrifugaleffe
5、ct,whiletheunmodifiedgraphenesolutionrequiresmorethan0.025gofgraphene.Inordertoachievethiseffect.Therefore,thematerialhasgreatapplicationpotentialandvalueinthedecolorizationofdyewastewater.Keywords:functionalizedgraphene;PVP;dyewastewater;adsorption作者简介:叶娇琴,女,本科,研究方向为化学;黄云凤,女,本科,研究方向为化学。0 引言随着我国纺织印染
6、工业的发展,每年都有数亿立方米的含染料废水排入水环境中,其大多有排放量大、成分繁多、色泽深、难以彻底降解等特性1。国内处理含染料污水常用的物理化学法包括混凝沉淀法、气浮法、电解法、氧化脱色法和吸附法2。其中,吸附法具有优秀的性价比。新型吸附碳材料石墨烯是二维平面结构,呈蜂窝状正六边形晶格,碳原子以 sp2杂化轨道,具有独特开放孔结构、优异吸附性能等优点,是一种对环境友好、吸附性可调控的介孔材料3。但传统石墨烯材料层间存在分子间氢键和范德华力、疏水作用等使其相互剥离,特别是片层间的-键有较强的团聚作用,阻碍了石墨烯的使用,从而出现吸附量低、分离困难、易团聚和循环效率低等问题,不利于对污染物的吸附
7、4。故用另一种材料对石墨烯进行功能化,不仅在一定程度上缓解了石墨烯片层间的团聚作用,还为其提供了更为优异的性能5。目前,对石墨烯复合材料的研究DOI:10.14127/ki.jiangxihuagong.2023.03.021932023 年 6 月功能化石墨烯吸附染料废水性能研究主要集中在石墨烯聚合物复合材料和石墨烯基无机纳米复合材料上6。聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是一种水溶性聚合物,具有优异的溶解性能,并对很多染料具有良好的亲和力,其分散作用可促使溶液中的石墨烯分散均匀且稳定。PVP 利用-键和氢键等作用力结合在石墨烯表面,能很好地避免石墨烯片层间的团聚作用,并发挥与染料间的结合作用(PVP
8、 与染料间的缔合作用主要来自分子间力和氢键),对染料有很好的吸附效果。小分子与氧化石墨烯也可通过物理作用(如氢键、-相互作用、静电相互作用、配位作用和范德华力等)或化学作用形成 3D 凝胶物质7。因此,本研究基于 PVP 和石墨烯的以上性质,选择以 PVP 和石墨烯合成的功能化石墨烯材料为研究对象,研究 PVP 功能化石墨烯对废水中染料的吸附能力,探讨其在不同配比、不同 pH、不同温度等情况下对染料废水的吸附效果,研究吸附系数随时间的变化规律,从而选出最优配比。1 实验部分1.1 主要实验仪器上海恒平 752 紫外可见分光光度计;小得利 77-1磁力搅拌器;赛得利斯 79-1 磁力加热搅拌器;
9、湖南可成仪器设备有限公司台式低速离心机 L2-4。1.2 实验材料1.2.1 石墨烯(Graphene)图 1 石墨烯层状结构示意图图 2 石墨-2H 的晶体结构具有典型的层状结构,每层由碳原子排列成六方环状网(如图 1 所示),上层面网的碳原子对着下层面六方环的中心(如图 2 所示)8,原子间距为 0.142nm,面网间距离为 0.335nm。层内为共价键,具有机械性能和导电性,层间为分子键,键能较弱,经物理方法或化学方法易被剥离形成单层纳米材料。石墨烯经化学改性后,其表面含有化学官能团9,具有较强的吸附能力,化学性质稳定,可以有效去除水中大部分有机污染物、重金属、气味和颜色,在染料废水处理
10、及污水净化领域具有广泛的应用。1.2.2 蒙脱石分子式:Ex(H2O)4(Al2-x,Mgx)2(Si,Al)4O10(OH)2;E 为层间可交换阳离子,主要为 Na1+、Ca2+。根据层间主要阳离子的种类,可分为钠蒙脱石和钙蒙脱石。本实验选用钠蒙脱石,呈灰白色粉末状。1.2.3 聚乙烯吡咯烷酮分子式:(C6H9NO)n,结构式:PVP 为白色粉末,是一种合成水溶性高分子化合物,具有水溶性高分子化合物的一般性质,胶体保护作用、成膜性、黏结性、吸湿性、增容或凝聚作用,但最具特色的是其优异的溶解性能及生理相容性。1.2.4 直接大红 4BE 染料直接大红 4BE 染料为红色粉末,溶于水呈黄红色,分
11、子式:C32H22N6Na2O6S2结构式:二苯基-4,4-二(偶氮-2-)-1-氨基萘-4-磺酸钠1.3 实验内容1.3.1 大红染料溶液的制备将大红染料与蒸馏水按一定比例配制,染料溶液的初始质量浓度为 50mg/L。1.3.2 提纯膨润土配比膨润土与蒸馏水。将 25g 膨润土与 500ml 蒸馏水(配比例 1:20)加入 500ml 烧杯中,用玻璃棒预搅拌后用磁力搅拌器进行充分搅拌,搅拌 2h 并静置 1d,之后取静置上层溶液 300mL 对其进行 3h 的 4000r/min离心工作,然后将离心分离上层清液后留下的膨润土全部挖出,在恒温烤箱的铁盘上铺平成薄薄的一层,盖上ONHHnNH2S
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 功能 化石 吸附 染料 废水 性能 研究 叶娇琴
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。