膨胀石墨对染料和聚乙二醇的竞争吸附性能研究

摘要

膨胀石墨EG是一种疏松多孔的颗粒状新型碳吸附材料。利用化学或电化学的方法使某些原子或原子团插入天然鳞片石墨层间，水洗，干燥，瞬时高温膨胀后可生成膨胀石墨EG。
　　本文以硫酸作为插层剂，高锰酸钾为氧化剂制备作为吸附剂的EG。分别研究了染料和聚乙二醇共存体系、染料共存体系在EG上的吸附、竞争吸附行为。
　　以具有偶氮基团的酸性桃红（ABR，M=675）和具有二苯甲烷结构的碱性嫩黄（ALYO，M=318）作为有机染料吸附质，分别与分子量为10000的聚乙二醇（PEG）组成共存体系。研究了ABR与PEG、ALYO与PEG两种共存体系在EG上的吸附、竞争吸附热力学及动力学性能。研究表明：(1) EG对 ABR、ALYO和PEG都有一定吸附能力，且吸附过程较易进行。EG对三种物质单组份体系、ABR和PEG共存体系以及ALYO和PEG共存体系的吸附等温线均为I型，竞争吸附质的存在不影响第一种吸附质的吸附等温线类型；(2)在两组分共存竞争吸附中，第二种吸附质的存在会降低第一种吸附质在EG上的吸附量，ABR和PEG、ALYO和PEG在EG相同结构位点上存在竞争吸附；(3)无论是 ABR和PEG共存体系还是 ALYO和PEG共存体系，竞争吸附中EG对两种组分的竞争吸附总量高于单组份体系中单个组份的吸附量，ABR、ALYO、PEG还可以分别吸附在EG的不同结构位点上；(4)吸附过程是自发进行的；增大溶液的温度，离子强度和吸附剂比表面积均使EG对两种共存体系中的单组份和竞争组分的吸附量升高；(5)对两种共存体系而言，EG上的单组份吸附和双组份竞争吸附过程均可以用准二级模型来描述，吸附速率常数随吸附过程温度的升高而增大；吸附作用以物理吸附为主。
　　以具有偶氮结构的甲基橙 MO和具有三苯甲烷结构的碱性品红 FB两种水体染料污染物为吸附质，研究其在EG上的吸附、竞争吸附热力学及动力学规律。研究表明：(1) EG对MO和FB都有一定吸附能力。EG对 MO和FB的吸附及竞争吸附等温线均为I型；(2)在两组份共存竞争吸附中，第二种吸附质的存在会降低第一种吸附质在EG上的吸附量，MO和FB在EG相同结构位点上存在竞争吸附；(3)竞争吸附中EG对两种组分的竞争吸附总量高于单组份体系中单个组份的吸附量，MO和FB还可以分别吸附在EG的不同结构位点上；(4)吸附过程是自发进行的；增大溶液的温度，离子强度和吸附剂比表面积均使EG对MO和FB的吸附量升高；(5) EG上的单组份吸附和双组份竞争吸附过程均可以用准二级模型来描述，吸附速率常数随吸附过程温度的升高而增大；吸附作用以物理吸附为主。
　　在双组份竞争吸附中，虽然共存溶质的存在会降低 EG对吸附质的吸附量，但由于这些溶质会分别吸附在不同的位点上，使EG的总吸附性能增加，提高了吸附剂表面的利用率。

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第 1 章 膨胀石墨概述

1.1 EG 的结构及性能

1.2 EG 的应用

1.3 EG 的吸附机理

1.4 吸附性能的影响因素

1.5 膨胀石墨 EG 的制备工艺

第 2 章 膨胀石墨对染料和聚乙二醇竞争吸附性能研究

2.1 前言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 结论

第 3 章 膨胀石墨对甲基橙和碱性品红的竞争吸附性能研究

3.1 前言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 结论

第４章 展望

参考文献

致谢

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