隐晶质石墨制备氧化石墨烯及凝胶提取金氰/银氰络合物的研究

摘要

金银需求的增加对从氰化液中提取金银的技术提出了新的要求，开发新型高效提金/银吸附剂的研究变得非常紧迫。氧化石墨烯作为石墨烯的衍生物，其较大的比表面积和丰富的官能团使其拥有较大的吸附潜力，有望在金银提取中发挥积极的效果。本研究利用价格便宜，储量丰富的隐晶质石墨制备氧化石墨烯，将其投入到金银的氰化液中，探究了吸附质溶液pH、吸附时间、吸附质初始浓度、吸附温度对氧化石墨烯吸附金氰/银氰络合物的影响，并通过能量色散X射线光谱仪、X射线光电子能谱研究了其吸附机理。为了便于实现从氰化液中分离吸附金氰/银氰络合物后的氧化石墨烯，本研究还将氧化石墨烯制备成氧化石墨烯凝胶，并探究了氧化石墨烯凝胶对金氰络合物的吸附行为及机理。论文的主要研究内容及结果如下： （1）以隐晶质石墨为基础，通过氧化和剥离成功制备了氧化石墨烯。原子力显微镜显示制备的氧化石墨烯厚度约为1nm，傅里叶红外光谱及X射线光电子能谱表明氧化石墨烯表面含有丰富的含氧官能团。此外，通过聚乙烯亚胺与氧化石墨烯的交联作用，成功制备了多孔氧化石墨烯凝胶。 （2）金氰/银氰络合物溶液pH值影响试验结果表明：氧化石墨烯吸附金氰/银氰络合物的最佳pH分别为11.0和9.0，氧化石墨烯凝胶对金氰络合物吸附的最佳pH是9.0。动力学研究结果显示：氧化石墨烯对金氰/银氰络合物的吸附及氧化石墨烯凝胶对金氰络合物的吸附均符合二级动力学吸附模型。吸附等温线研究结果显示：在25℃下，氧化石墨烯对金氰/银氰络合物的吸附量分别是159.34mg/g和103.75mg/g，氧化石墨烯凝胶对金氰络合物的吸附量是252.88mg/g，同时试验发现提高吸附温度可促进氧化石墨烯及其凝胶对金氰/银氰络合物的吸附。 （3）通过对吸附金氰/银氰络合物的氧化石墨烯和吸附金氰络合物的氧化石墨烯凝胶的能量色散X射线光谱仪和X射线光电子能谱分析，可知：金氰/银氰络合物在氧化石墨烯或氧化石墨烯凝胶上均匀分布，吸附可能的机理主要是氧化石墨烯及其凝胶表面的众多官能团对金氰/银氰络合物的络合作用。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 研究目的

1.3 国内外研究现状

1.3.1 金银基本概况及其提取技术

1.3.2 氧化石墨烯的制备及应用研究

1.3.3 氧化石墨烯凝胶的制备及应用研究

1.4 研究内容

1.5 研究思路及技术路线

第二章 试验材料及研究方法

2.1 试验材料与设备

2.1.1 试验材料

2.1.2 主要仪器设备

2.2试验方法

2.2.1 氧化石墨烯及其凝胶的制备

2.2.2金氰/银氰络合物的配制及检测

2.2.3 氧化石墨烯及其凝胶对金氰/银氰络合物的吸附

2.3 测试和表征技术

2.3.1 原子吸收光谱

2.3.2 原子力显微镜

2.3.3 X射线光电子能谱

2.3.4 Zeta电位仪

2.3.5 扫描电子显微镜和能量色散X射线光谱仪

2.3.6 傅里叶变换红外光谱仪

第三章 金氰络合离子在氧化石墨烯/水界面的吸附

3.1氧化石墨烯的表征

3.2 pH对吸附的影响

3.3 吸附动力学

3.4 吸附等温线

3.5 吸附机理分析

3.5.1 GO表面吸附金氰络合物后的AFM分析

3.5.2 GO吸附金氰络合物后的SEM-EDS分析

3.5.3 GO吸附金氰络合物后的XPS分析

第四章 银氰络合离子在氧化石墨烯/水界面的吸附

4.1 pH对吸附的影响

4.2 吸附动力学

4.3 吸附等温线

4.4 吸附机理

4.4.1 GO吸附银氰络合物后的SEM-EDS分析

4.4.2 GO吸附银氰络合物后的XPS分析

第五章 金氰络合离子在氧化石墨烯凝胶/水界面的吸附

5.1 氧化石墨烯凝胶的表征

5.2 GO/PEI凝胶中GO与PEI质量比对金吸附的影响

5.3 pH对吸附的影响

5.4 吸附动力学

5.5 吸附等温线

5.6 吸附机理

5.6.1 GO/PEI吸附金氰络合物后的SEM-EDS分析

5.6.2 GO/PEI凝胶吸附金氰络合物后的XPS分析

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

6.3 创新点

参考文献

致谢

硕士期间取得成果