磁性氧化石墨烯復(fù)合材料制備及對(duì)磺胺嘧啶吸附性能研究~

本文通過基于氧化石墨烯制備兩種不同的磁性復(fù)合材料。內(nèi)蒙古嘧啶一種是通過靜電自組裝的方法制備出具有二元磁性石墨烯復(fù)合材料,另外一種是通過一步溶劑熱方法制備出磁性氧化石墨烯殼聚糖三元復(fù)合材料。并對(duì)磁性吸附劑進(jìn)行化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)的分析、形貌分析、磁性能分析。以磺胺嘧啶為目標(biāo)污染物,對(duì)復(fù)合材料的吸附性能以及磁性氧化石墨烯基復(fù)合材料的再生效果分析。研究?jī)?nèi)容如下:首先,通過靜電自組裝的方法制備了二元核殼結(jié)構(gòu)磁性石墨烯復(fù)合材料。內(nèi)蒙古玉嘧磺胺通過對(duì)磁性氧化石墨烯進(jìn)行表征,得出磁性粒子是以Fe3O4晶相形式存在,復(fù)合材料表面含有豐富的含氧官能團(tuán);磁性復(fù)合材料具有良好的核殼結(jié)構(gòu),磁性能分析結(jié)果,磁飽和強(qiáng)度為27.7emu·g-1。吸附動(dòng)力學(xué)模型擬合得出整個(gè)吸附過程為擬二級(jí)動(dòng)力學(xué),對(duì)磺胺嘧啶的吸附等溫線擬合后符合Langmuir等溫線模型,即單層吸附;吸附熱力學(xué)得出反應(yīng)為以物理吸附為主的自發(fā)的吸熱反應(yīng)。隨著溶液中Na Cl濃度升高,GO/Fe3O4對(duì)磺胺嘧啶的吸附量先降低后逐漸增大的趨勢(shì)。吸附機(jī)理證明π-π電子共軛效應(yīng)是復(fù)合材料吸附磺胺嘧啶過程中的主導(dǎo)作用力。吸附劑再生研究得出,利用索氏提取器在甲醇為溶劑、溫度80℃、再生時(shí)間1h條件下對(duì)飽和吸附劑進(jìn)行再生。吸附劑循環(huán)使用8次后,吸附量為原來的84%,磺胺嘧啶回收率保持在80%左右。內(nèi)蒙古嘧啶其次,為了進(jìn)一步提高復(fù)合材料的穩(wěn)定性,使復(fù)合材料各組分間結(jié)合力更強(qiáng),利用化學(xué)成鍵原理將磁性粒子與氧化石墨烯負(fù)載,同時(shí)在磁性粒子表面修飾殼聚糖。通過一步溶劑熱方法成功制備磁性氧化石墨烯殼聚糖三元復(fù)合材料。通過對(duì)磁性氧化石墨烯殼聚糖進(jìn)行表征,得出磁性粒是以Fe3O4晶相形式存在,復(fù)合材料表面含有豐富的含氧官能團(tuán);磁性粒子均勻分布在氧化石墨烯表面,并且在磁性粒子表面還覆蓋有殼聚糖;磁性能分析結(jié)果,磁飽和強(qiáng)度為20.91emu·g-1,吸附動(dòng)力學(xué)用擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型描述更佳,吸附等溫線符合Langmuir模型,熱力學(xué)參數(shù)表明GO/CS/Fe3O4對(duì)磺胺嘧啶的吸附是以物理吸附為主的自發(fā)吸熱反應(yīng)。內(nèi)蒙古氨基嘧啶隨著溶液中Na Cl濃度升高,GO/CS/Fe3O4對(duì)磺胺嘧啶的吸附量逐漸增大。通過不同pH條件下吸附量和Zeta電位分析吸附機(jī)理,證明π-π電子共軛效應(yīng)及靜電吸附是復(fù)合材料吸附磺胺嘧啶過程中的主導(dǎo)作用力。吸附劑再生研究得出,甲醇對(duì)磺胺嘧啶的解析能力好,在溫度為80℃、再生時(shí)間0.5h條件對(duì)飽和吸附劑進(jìn)行再生。吸附劑循環(huán)使用8次后,吸附量為原來的91.7%?；厥章时３衷?0%左右。研究表明,二元磁性氧化石墨烯和三元磁性氧化石墨烯殼聚糖對(duì)磺胺嘧啶吸附與傳統(tǒng)吸附劑相比均表現(xiàn)出優(yōu)異的吸附性。二者相比,二元復(fù)合材料制備過程簡(jiǎn)單,內(nèi)蒙古嘧啶三元磁性吸附劑循環(huán)使用穩(wěn)定性更好,兩者均有良好應(yīng)用前景。