基于壳聚糖的磁性复合材料对苯酚和亚甲基蓝的吸附

• 作 者: 张俊
• 出 处: 湖南大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 壳聚糖 氧化石墨烯 碳纳米管 吸附 苯酚 亚甲基蓝

现代工业的迅速发展产生了大量含苯酚和染料的废水,因其污染物不可降解且容易通过食物链在生物体内富集,对环境和人类健康构成了很大的威胁。在当前含酚和染料废水的处理方法中,生物吸附法因操作简单、处理效率高而被广泛应用。其中壳聚糖由于具有资源丰富、环境友好、吸附能力强、扩散性能好、高吸附性和选择性吸附、易恢复活性等优点,受到广泛关注。由于壳聚糖分子含有大量氨基和羟基,所以它对酚类物质和染料具有一定的吸附作用。但是,壳聚糖在酸性介质中不稳定,易水解流失,这使得壳聚糖作为吸附剂的应用受到较大的限制。本论文在对壳聚糖结构特性及修饰改性研究现状和含酚及染料废水处理方法进行充分文献调研的基础上,利用两种功能化的新型纳米材料改性壳聚糖,并赋予其磁性,从而制备出稳定、吸附性能优良且容易分离的改性磁性壳聚糖吸附剂,并应用于水处理中。本论文主要包括两方面内容:通过水合共溶法分别制备了磁性壳聚糖/氧化石墨烯以及磁性壳聚糖/多壁碳纳米管复合材料,并研究了其各自对苯酚和亚甲基蓝的吸附性能。利用扫描电镜等对其进行了表征,表明该两种复合材料成功合成。实验研究了pH、温度、吸附时间、初始浓度对吸附性能的影响。研究表明磁性壳聚糖/氧化石墨烯对苯酚吸附受pH影响较大,最适宜pH为4~6之间,受温度影响较小。实验数据表明吸附动力学符合准二级速率方程,拟合系数高达0.999以上;吸附等温线对Langmuir模型比较符合,相关系数为0.97222,最大吸附量达到86.2mg g-1。吸附剂重复使用多次后对50mgL-1的苯酚的去除率还能保持在70%左右,且易于分离。磁性壳聚糖/多壁碳纳米管对亚甲基蓝吸附受pH影响较大,最适宜pH为5左右,受温度影响较小。实验数据表明吸附动力学符合准二级速率方程,拟合系数高达0.999以上;吸附等温线对Langmuir模型、Freundlich模型、Tempkin模型都比较符合,最大吸附量达到30.72mg g-1。吸附剂重复使用多次后对20mg L-1的亚甲基蓝的去除率还能保持在60%左右,且易于分离。