GNSMnO2吸附剂除废水中重金属离子的实验研究.docx

GNS／MnO，吸附剂去除废水中重金属离子的实验研究 GNS／MnO，吸附剂去除废水中重金属离子的实验研究 摘 要 本文结合碳质材料和锰氧化物的优点，以石墨烯作为载体，采用快速的微波辅助合 成方法，制各了石墨烯负载二氧化锰的新型复合吸附剂(GNS／Mn02)。采用BET、SEM、 TEM、XRD、FTIR、XPS等现代化测试手段对复合GNS／Mn02吸附剂的性能进行了表 征。分别以Mn02和GNS作为对比吸附剂，探讨了废水的pH值、不同重金属离子初始 浓度、吸附时间、吸附温度等因素对去除水中Ni2+效果的影响；对影响GNS／Mn02吸附 水中Pb2+和Cu2十的单因素进行了实验分析，同时结合现代化测试手段对Pb2十和Cu2十的 吸附机理进行了深入分析，提出了pb2+和cu2+离子在GNS／Mn02表面可能的络合形式， 并对该吸附剂的再生性能进行了研究。 实验结果表明，GNS／MnO：吸附剂去除废水中Ni2+、Pb2+和Cu2+三种重金属离子的 最佳pH值为6．0．7．0。吸附等温线研究结果表明，Ni2+、Pb2+和Cu2+在GNS／MnO：表面 的吸附均符合Langmuir模型，在室温条件下GNS／Mn02对Ni2+的吸附容量为46．6mg／g， 比Mn02和GNS的吸附容量分别高1．5和15倍。GNS作为载体，增大了吸附剂的比表 面积，Mn02起主要的吸附作用。同时GNS／Mn02吸附剂对废水中pb2十和Cu2+有很好的 去除效果，反应平衡时最大吸附量分别为163．93和104．82mg／g，表明GNS／Mn02吸附 Pb2+的能力大于吸附Cu2+。动力学模型分析结果表明GNS／MnO。对Ni2+、pb2+和Cu2+达 到平衡吸附的时间均为2h，吸附过程符合准二级动力学方程。借助于SEM、XRD、XPS、 FTIR等分析手段，全面探讨了GNS／Mn02表面吸附pb2+和Cu2+前后的变化。结果表明 铅和铜呸坠三二墓竺￡：垄茎哩堕王型苎型翌Q2壶面，与GNs瓜恤02表面的羟基基团发生 了络合反应。GNS／MnO。吸附剂经过5次循环使用后吸附能力只损失了9％，有很好的 再生性能。实验证明本研究制备的GNS／Mn02可以作为处理水中重金属离子的高效吸 附剂，有广泛的应用前景。 关键词：石墨烯／二氧化锰；吸附：重金属离子 哈尔溟工稃大学硕十学何论文AB 哈尔溟工稃大学硕十学何论文 AB STRACT Considering the advantage of Mn02 and GNS，this paper choose GNS as a carrier， GNS／Mn02 composite WaS synthesized via microwave-aSsisted method．The surface properties of the adsorbent was explored by BET,SEM，TEM，XRD，FTIR and XPS．Batch experiments were conducted to investigate the adsorption effect of Niz+under different solution pH，initial concentration and contact time onto GNS／Mrt02 composke in comparison with pure Mn02 and GNS．Single batch experiments were conducted tO investigate the adsorption effect of Pb2+and cu2+．The surface interactions involved in the adsorption process were explored by modem testing methods．A conceptual model for the adsorption WaS proposed to illustrate the mechanisms． The results show binding of Ni2+,pb2+and Cu2+onto GNS／Mn02 is highly pH—dependent with the optimum performance at about pH 6．0—7．0．Adsorption isotherm call be described by the Langmuir model for the Ni2+,pb2+,Cu2+．The saturate adsorption capacity of Ni2+onto GNSBvln02 is 46．6 mg