收藏本站
《东北师范大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

功能化石墨烯的制备及其对重金属离子与亚甲基蓝的吸附性能研究

邓晓娇  
【摘要】:石墨烯是一种由sp2杂化碳原子构成的二维碳纳米材料,自从2004年首次被制备以来,在物理。化学和材料学等研究领域里引起了极大的兴趣和广泛的研究。研究表明它具有许多优异的性能,首先由于它独特的平面二维结构,其理论比表面积高达2630 m2g-1;独特的结构也使得它的电荷迁移率最高可达200 000 cm~2V~(-1)s~(-1);由于碳原子之间连接的柔韧性致使它具有优秀的力学性能,其杨氏模量大约为1100 GPa,折断力为125 GPa;并且石墨烯还具有良好的导热率,在室温下可达5300 W/mK。这些优异的性能使得石墨烯以及功能化的石墨烯在计算机。太阳能电池。超级电容器。催化。生物医药。复合材料等诸多领域都有着巨大的潜在应用。为了能够使石墨烯诸多的优异性能得到更好的发挥,石墨烯的制备方法是至关重要的,迄今为止,已经有许多种石墨烯的制备方法,主要包括微机械剥落法。加热碳化硅法。外延生长法。化学气相淀积法以及石墨氧化还原法,但是为了能够进一步工业化,人们一直在寻求更为高效简洁的制备方法。 本文通过简单的一步电解方法制备了功能化的石墨烯,通过透射电子显微镜。原子力电子显微镜以及X射线粉末衍射对样品的表征显示它是带有褶皱的石墨片层结构并且厚度约为1.0 nm。X射线光电子能谱测试以及热重分析的结果说明我们的样品上带有30 wt%的PF6~-,同时拉曼光谱上具有典型D键的结果也辅助地证明了PF6~-的存在。此外氮气吸附的测试结果说明我们的样品是一种介孔材料。也就是说,我们通过简单一步电解的方法成功地制备了带有PF6~-的功能化的石墨烯介孔材料。 我们还研究了它对重金属离子Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能,结果表明它对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的最大吸附容量分别能够达到406.6和73.42 mg/g,这一数值远远大于文献中报道的碳纳米管对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附量。并且吸附过程在短的时间内(40分钟)就能够达到吸附平衡,同时我们的样品还具有良好的再生能力。这些都说明我们的样品对于Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)具有非常优秀的吸附能力和潜在的工业应用前景。 除此之外,我们还研究了它对亚甲基蓝染料的吸附性能,通过实验我们发现它对亚甲基蓝的吸附量随着溶液pH值的增加而增加,吸附在进行了60分钟的时候即可达到平衡,同时实验数据能够用准二级反应动力学模型很好的解释。并且Langmuir和Freundlich吸附等温线模型都能够很好的描述吸附数据,更重要的是在20 oC下它对亚甲基蓝的最大吸附量可达374.4 mg/g,热力学实验表明该吸附过程是自发吸热过程。综上所诉,我们通过简单一步电解的方法制备了PF6~-功能化的石墨烯,并且它对重金属离子Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)以及亚甲基蓝染料具有非常优秀的吸附性能。
【学位授予单位】:东北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O613.71;O647.3

手机知网App
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 袁新华;朱恩波;雷燕;盛维琛;曹顺生;胡杰;;萘酚修饰超高交联吸附树脂的制备及吸附动力学[J];高分子材料科学与工程;2009年06期
2 袁新华;韩志锐;刘黎明;胡杰;曹顺生;;反相悬浮酚醛树脂对苯和苯胺的吸附动力学及热力学[J];高分子材料科学与工程;2010年04期
3 彭书传;谢晶晶;庆承松;陈天虎;徐惠芳;陈菊霞;袁君;;负载TiO_2凹凸棒石光催化氧化法处理酸性品红染料废水[J];硅酸盐学报;2006年10期
4 袁新华;田志伟;雷燕;宋浩杰;曹顺生;;胺化超高交联吸附树脂的制备及其吸附动力学[J];江苏大学学报(自然科学版);2011年03期
5 彭书传,王诗生,陈天虎,崔康平,庆承松,徐晓春,史晓莉;坡缕石吸附水中阳离子桃红FG染料的热力学研究[J];矿物学报;2005年02期
6 何平;;CoNi LDHs/RGO纳米复合物合成及其对亚甲基蓝的吸附性能研究[J];化学研究与应用;2014年01期
7 裘祖楠;翁行尚;陆洁;;凹凸棒石在水处理中的应用研究述评[J];污染防治技术;1993年04期
8 汪芸;;亚甲基蓝在柠檬酸酯化改性麦杆上吸附的动力学和热力学行为[J];中山大学研究生学刊(自然科学.医学版);2009年04期
9 刘福强,陈金龙,费正皓,葛俊杰,李爱民,张全兴;复合功能超高交联吸附树脂对氨基萘酚磺酸的静态吸附热力学及动力学特征[J];应用化学;2003年12期
10 谢明;徐炎华;;载铁活性炭对水中草甘膦吸附性能研究[J];中国环境科学;2011年02期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 邢坤;层状氢氧化镁铝的改性与成型及其对磷/氮阴离子的吸附脱除性能[D];中国海洋大学;2010年
2 钟毅;分散染料微胶囊的研制及其无助剂免水洗染色[D];东华大学;2007年
3 周利民;磁性壳聚糖改性以及对金属离子的吸附特性研究[D];天津大学;2007年
4 杨华;硅镁胶的制备表征及其吸附性能研究[D];中国海洋大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 钟淮真;功能高分子膜的制备及其在光催化降解与电合成中的应用[D];福建师范大学;2006年
2 袁君;Fe_2O_3-TiO_2复合催化剂的制备及其光催化降解染料模拟废水的研究[D];合肥工业大学;2007年
3 刘黎明;含酚羟基的吸附树脂的合成及其对芳环化合物选择吸附性能研究[D];江苏大学;2007年
4 王争刚;苦楝素的分离纯化过程研究[D];合肥工业大学;2009年
5 Umereweneza Daniel;[D];厦门大学;2009年
6 刘汉阳;膨润土吸附处理染料/印染废水研究[D];湘潭大学;2012年
7 高见;模板法控制合成介孔碳及其脱色性能的研究[D];沈阳建筑大学;2013年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨全红;;“梦想照进现实”——从富勒烯、碳纳米管到石墨烯[J];新型炭材料;2011年01期
2 宋洪松;刘大博;;石墨烯的制备及石墨烯/PVDF复合材料介电性能的研究[J];化学工程师;2011年08期
3 陈成猛;杨永岗;温月芳;杨全红;王茂章;;有序石墨烯导电炭薄膜的制备[J];新型炭材料;2008年04期
4 黄桂荣;陈建;;石墨烯的合成与应用[J];炭素技术;2009年01期
5 周俊文;马文石;;石墨烯及其纳米复合材料的研究[J];化工新型材料;2010年03期
6 李智军;张晖;薛河;;石墨烯纳米片及其场发射性能研究[J];化工新型材料;2010年S1期
7 王平华;王志刚;刘春华;唐龙祥;向康;;基于π-π相互作用合成星型聚丙烯腈-石墨烯复合材料[J];功能高分子学报;2010年04期
8 王灿;詹亮;乔文明;凌立成;;爆炸法合成石墨烯(英文)[J];新型炭材料;2011年01期
9 翟译晨;翟冠杰;;后摩尔时代取代硅的微电子材料——碳纳米管和石墨烯[J];南京信息工程大学学报(自然科学版);2011年02期
10 韩鹏昱;刘伟;谢亚红;张希成;;石墨烯与太赫兹科学[J];物理;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄毅;梁嘉杰;张龙;许艳菲;王燕;马延风;李飞飞;陈永胜;;石墨烯—聚合物高性能复合材料的制备及性质研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年
2 胡连哲;韩双;李海娟;徐国宝;;电化学发光分析新材料及新应用[A];中国化学会第27届学术年会第09分会场摘要集[C];2010年
3 董良旭;张春梅;陈强;刘福平;;等离子化学气相沉积生长石墨烯的研究[A];第十四届全国等离子体科学技术会议暨第五届中国电推进技术学术研讨会会议摘要集[C];2009年
4 彭海琳;刘忠范;;狄拉克纳米材料与器件[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年
5 黄毅;梁嘉杰;张龙;许艳菲;王燕;马延风;陈永胜;;石墨烯功能复合材料的制备及应用[A];中国化学会第27届学术年会中日青年化学家论坛摘要集[C];2010年
6 徐宇曦;石高全;;石墨烯和卟琳的超分子组装及其传感应用[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年
7 杨乃亮;翟锦;王丹;;利用二维石墨烯桥增强染料敏化太阳能电池中光生电子的传输[A];中国化学会第27届学术年会第10分会场摘要集[C];2010年
8 卢春华;李娟;朱春玲;杨黄浩;;基于石墨烯的生物大分子传感[A];中国化学会第27届学术年会第09分会场摘要集[C];2010年
9 刘吉洋;郭少军;翟月明;李丹;汪尔康;;肉豆蔻酰磷脂酰甘油保护石墨烯的制备[A];中国化学会第27届学术年会第09分会场摘要集[C];2010年
10 刘庄;;Sp~2类碳纳米材料在生物医学上的应用-癌症治疗与成像[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 许士才;石墨烯的制备、表征及光电性质应用研究[D];山东师范大学;2014年
2 沈博;含银、铜、铋的石墨烯复合材料的制备和性能研究[D];中国地质大学(北京);2014年
3 刘芝婷;石墨烯及其氧化物的表面结构和性质的调控[D];华东理工大学;2014年
4 苗萌;小分子在二氧化钛和石墨烯表面吸附与反应的第一性原理研究[D];浙江大学;2014年
5 谢超;基于石墨烯与硅纳米结构高性能光伏器件的构造与光电性能研究[D];合肥工业大学;2014年
6 刘磊;石墨烯费米速度调制结构中量子输运性质的研究[D];河北师范大学;2014年
7 张学全;石墨烯的功能化及其光电性能研究[D];天津大学;2011年
8 李海东;石墨烯纳米结构中的电子输运性质[D];吉林大学;2009年
9 马东伟;金属掺杂的石墨烯及相关体系电子态和自旋—轨道耦合性质的理论研究[D];复旦大学;2012年
10 吕伟;石墨烯的宏量制备、可控组装及电化学性能研究[D];天津大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱振华;石墨烯传感性能理论计算[D];华中师范大学;2014年
2 刘站站;聚合物共价修饰石墨烯的研究[D];华东理工大学;2014年
3 杜蛟;石墨烯及其复合材料对生物小分子的电化学检测[D];苏州大学;2014年
4 侯文俊;石墨烯增强尼龙6纤维的研究[D];苏州大学;2014年
5 邢艳敏;绝缘衬底上石墨烯的形成及其机理研究[D];华中师范大学;2014年
6 王赟;石墨烯用于锂离子电池负极材料的应用基础研究[D];华东理工大学;2014年
7 刘晓彤;石墨烯及柔性器件在有机磷类农药残留分析方面的应用[D];中国农业大学;2014年
8 李金霞;石墨烯掺杂碳印刷阵列电极的制作及其应用研究[D];宁夏大学;2014年
9 李坤阳;纳米氧化石墨烯基底材料的制备及其在基因转染和干细胞分化中的应用[D];苏州大学;2014年
10 韩媛媛;基于石墨烯透明电极的高效有机发光二极管的研究[D];苏州大学;2014年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026