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1、碩士學(xué)位論文MASTER’SDISSERTATION論文題目磁性氧化石墨烯復(fù)合材料的制備及其吸附性能的研究作者姓名劉亞洲學(xué)位類別工程碩士指導(dǎo)教師焦體峰教授2015年05月中圖分類號(hào)：X703.5學(xué)校代碼：10216UDC：661密級(jí)：公開工程碩士學(xué)位論文（應(yīng)用研究型）磁性氧化石墨烯復(fù)合材料的制備及其吸附性能的研究碩士研究生：劉亞洲導(dǎo)師：焦體峰教授副導(dǎo)師：佟琦副研究員申請(qǐng)學(xué)位：工程碩士工程領(lǐng)域：化學(xué)工程所屬學(xué)院：環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院答辯日期：2015年05月授予學(xué)位單位：燕山大學(xué)ADissertationinChemicalEngineerSYNTHESISOFMAGNETICGRAP
2、HENEOXIDEANDRESEARCHOFITSABSORPTIONBEHAVIORByYazhouLiuSupervisor:ProfessorTifengJiaoYanshanUniversity2015.05-II-燕山大學(xué)碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：此處所提交的碩士學(xué)位論文《磁性氧化石墨烯的制備及其對(duì)染料廢水吸附性能的研究》，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，在燕山大學(xué)攻讀碩士學(xué)位期間獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。論文中除已注明部分外不包含他人已發(fā)表或撰寫過的研究成果。對(duì)本文的研究工作做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明。本聲明的法律結(jié)果將完全由本人承擔(dān)。作者簽字
3、：日期：年月日燕山大學(xué)碩士學(xué)位論文使用授權(quán)書《磁性氧化石墨烯的制備及其對(duì)染料廢水吸附性能的研究》系本人在燕山大學(xué)攻讀碩士學(xué)位期間在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的工學(xué)碩士學(xué)位論文。本論文的研究成果歸燕山大學(xué)所有，本論文的研究?jī)?nèi)容不得以其它單位的名義發(fā)表。本人完全了解燕山大學(xué)關(guān)于保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)部門送交論文的復(fù)印件和電子版本，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)燕山大學(xué)，可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存論文，可以公布論文的全部或部分內(nèi)容。保密□，在年解密后適用本授權(quán)書。本學(xué)位論文屬于不保密□。（請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“√”）作者簽名日期：年月日導(dǎo)師簽名日期：年月日III摘要
4、各種染料廢水的凈化已經(jīng)成為目前亟待解決的問題，氧化石墨烯（GO）巨大的比表面積賦予其極高的吸附性能，所以它在各種廢水的凈化處理中都具有很大的應(yīng)用潛力。由于氧化石墨烯表面含有羥基、羧基等親水基團(tuán)，這使得吸附染料的氧化石墨烯難以從水溶液中提取出來，本文設(shè)計(jì)了一種表面含有Fe3O4的磁性氧化石墨烯。當(dāng)染料被完全吸附到氧化石墨烯表面后，將溶液置于外磁場(chǎng)下就可以輕易地實(shí)現(xiàn)吸附后復(fù)合物與水溶液的分離；更重要的是從染料廢水中分離的磁性氧化石墨烯經(jīng)過乙醇等有機(jī)溶劑清洗后，可以實(shí)現(xiàn)吸附劑的重生，從而達(dá)到吸附劑重復(fù)性使用的目的。本文采用改進(jìn)的Hummers法制備了氧化石墨烯，然后經(jīng)由超聲剝離制得了片層
5、結(jié)構(gòu)的氧化石墨烯，最后通過靜電自組裝作用將四氧化三鐵負(fù)載到氧化石墨烯表面。通過TEM、SEM、AFM、XRD、TG、FTIR、VSM等對(duì)磁性氧化石墨烯進(jìn)行了表征，本文還研究了Fe3O4加入量對(duì)磁性氧化石墨烯的磁性能造成的影響。本文使用復(fù)合制備的磁性氧化石墨烯作為吸附劑對(duì)羅丹明B、亞甲基藍(lán)、甲基藍(lán)這三種染料的水溶液進(jìn)行吸附試驗(yàn)對(duì)磁性氧化石墨烯對(duì)染料的吸附性能進(jìn)行了探索。研究了pH、Fe3O4的形貌、復(fù)合物中Fe3O4和GO的配比等對(duì)磁性氧化石墨烯吸附性能的影響；此外，還對(duì)其進(jìn)行了吸附動(dòng)力學(xué)、吸附熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)，以便對(duì)其吸附機(jī)理進(jìn)行研究；最后對(duì)磁性氧化石墨烯的再生性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析。本文制
6、備的氧化石墨烯具有片狀的二維結(jié)構(gòu)，表面有許多的褶皺；制備的磁性氧化石墨烯的飽和磁化強(qiáng)度最大可為40emu/g，磁性強(qiáng)度足夠使其從水中分離出來；通過對(duì)其吸附熱力學(xué)及吸附動(dòng)力學(xué)分析，可以得知磁性氧化石墨烯吸附平衡數(shù)據(jù)符合Langmuir模型，其動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，即氧化石墨烯對(duì)陽離子染料的吸附為化學(xué)吸附過程，且為單層吸附；在對(duì)吸附劑的重生實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，磁性氧化石墨烯在6次吸附重生后，依然具有非常好的吸附性能，展現(xiàn)了循環(huán)使用的潛力。關(guān)鍵詞：氧化石墨烯；吸附；再生；染料廢水-IV-AbstractTheextensiveuseofdyehasbroughtgreatpolluti
7、onproblem,andithasalsobecomeatouchchallengewhichneededtobesolvedurgently.Withlargesurfacearea,grapheneoxide(GO)hasshowngreatpracticalpotentialityinwaterpurification.DuetothesurfaceofGOcontainingseveralhydrophilicgroups,suchas:hydroxyl,c
