碳纳米管表面改性材料去除重金属离子研究

摘要

目前，随着社会经济的不断发展，水污染状况逐年加剧，水质净化技术一直是研究的热点之一。碳纳米管(CNT)作为一种新型的碳材料，具有独特的物理、化学性质，同时具有较大的比表面积，是一种理想的吸附材料。将其改性并用于水中重金属离子的吸附，对于降低水中重金属离子污染具有重要意义。
　　采用混酸（体积比为3∶1的浓硫酸和浓硝酸）对多壁碳纳米管进行表面改性，制备吸附性相对较好的吸附剂。研究了改性前后的多壁碳纳米管(MWCNTs)作为吸附剂吸附水溶液中的Cu2+、Zn2+、Hg2+、Cr6+等离子的吸附特性，考察了吸附时间、溶液浓度、溶液pH值及吸附剂的量等因素对吸附的影响。通过红外分析，比较了改性前后多壁碳纳米管吸附能力的变化。结果表明，改性后的多壁碳纳米管对Cu2+、Zn2+、Hg2+、Cr6+等离子的吸附量比改性前高;溶液中Cu2+、Zn2+、Hg2+、 Cr6+等离子溶液浓度的增大，吸附量增大;当多壁碳纳米管吸附Cu2+、Zn2+、Hg2+、Cr6+等离子时，其吸附最佳pH值范围不同，其中Cu2+离子的pH值为6，Zn2+离子pH值为4，Hg2+离子pH值为2.5，Cr6+离子pH值为3;改性前后多壁碳纳米管对Cu2+、Zn2+、Hg2+、Cr6+等离子的去除率分别从改性前的14％、63％、59％和37％提高到26％、89％、73％和46％。红外光谱表征分析结果表明，多壁碳纳米管经过表面改性，其表面的-OH官能团增多了。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究目的及意义

1．2 碳纳米管的国内外研究现状

1．2．1 碳纳米管去除水污染物方面的研究

1．2．2 碳纳米管的吸附性能研究

1．3 碳纳米管的概况

1．3．1 碳纳米管的简单概述

1．3．2 碳纳米管的制备

1．3．3 碳纳米管的表面改性

1．3．4 碳纳米管的性能及应用

1．4 论文的研究内容及技术路线

1．4．1 研究内容

1．4．2 技术目标

1．4．3 技术路线

1．4．4 创新点

第二章 多壁碳纳米管表面改性方法研究

2．1 实验部分

2．1．1 试验仪器及试剂

2．1．2 实验步骤

2．2 多壁碳纳米管的红外表征分析结果与讨论

2．3 小结

第三章 多壁碳纳米管吸附重金属离子的研究

3．1 实验部分

3．1．1 仪器及试剂

3．1．2 实验方法

3．1．3 实验步骤

3．2 结果与讨论

3．2．1 重金属离子浓度与吸光度的关系

3．2．2 吸附时间对重金属离子去除率的影响

3．2．3 溶液浓度对重金属离子去除率的影响

3．2．4 吸附剂的量对重金属离子去除率的影响

3．2．5 溶液pH值对重金属离子去除率的影响

3．3 小结

第四章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文