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1、南京理工大學(xué)碩士論文活性炭纖維改性及其對鉛離子的吸附研究摘要活性炭纖維(AcF)具有獨特的孔結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)，對重金屬鉛離子有一定的吸附性能，為了進一步提高其吸附能力，采用氧化，引入含磺酸基官能團和堿化處理等方法對ACF進行了表面化學(xué)改性，并研究了改性前后樣品吸附鉛離子的性能。經(jīng)濃硝酸和濃過氧化氫氧化ACF制得的氧化改性ACF，通過Boehm滴定分析表明氧化改性ACF表面酸性基團明顯增加，也得到了FT-IR和TG的驗證。例如，ACF在60℃下H2硯氧化2h與原樣相比酸性基團增加了141％，羧基增加了94％。通過XRD分析表明氧化沒有破壞ACF的微晶結(jié)構(gòu)。對氧化
2、改性ACF進行了羥甲基化后再引入含磺酸基官能團的改性研究。Boehm滴定分析表明含磺酸基官能團改性的ACF表面酸性基團明顯增加，大約lgACF引入了0．8-l-Onmol的磺酸基并得到了FT—IR和TG的驗證。在不同實驗條件下，研究了ACF、氧化改性ACF、含磺酸基ACF和Na型ACF對鉛離子的吸附性能。實驗結(jié)果表明：所有樣品都對鉛離子具有非?？斓奈剿俾?，吸附平衡時間僅需要5-10min；改性后的樣品對鉛離子飽和吸附量明顯提高，ACF的飽和吸附量為32．5mg／g，而氧化改性ACF、含磺酸基ACF和Na型ACF的飽和吸附量分別可以達到75mg／g，106m
3、g／g和228mg／g，比ACF分別增加了1．3倍，2．3倍和6倍：ACF、氧化改性ACF、含磺酸基ACF的吸附等溫線較好的符合Langmuir，和Freundlich吸附等溫線模型，Na型ACF的吸附等溫線較好的符合Langmuir吸附等溫線模型：pH值對ACF吸附鉛離子有較大影響，氧化改性ACF、含磺酸基ACF和Na型ACF在較寬的pH值范圍內(nèi)保持著對鉛離子較高的吸附性能。尤其含磺酸基ACF，當(dāng)鉛離子初始濃度為40mg／L，pH值為3時，含磺酸基ACF對鉛離子的去除率達到100％，而ACF的去除率僅為27％：所有樣品在吸附鉛離子過程中，受溫度的影響都較小
4、。本文的研究表明對ACF進行表面化學(xué)改性，是提高其對鉛離子吸附能力的一條有效可行的途徑。關(guān)鍵詞：活性炭纖維化學(xué)改性鉛離子吸附南京理工大學(xué)碩士論文活性炭纖維改性及其對鉛離子的吸附研究AbstractActivatedcarbonfiber(ACnhasthespecialporestructureandsurfacechemistrypropeflies，havingtheabilityofadsorbingtheheavymetalleadion．Forfurtherimprovingitsadsorptioncapacit％ACFwasmodifiedby
5、oxidation,introducingpendantsulfonicacidgroupandalkalization．a(chǎn)ndtheP釅+adsorptionpropertiesofACFbeforeandaftermodificationWasstudied．ACF，oxidizedbyconcentratedIlitricacidandhydrogenperoxide，WasanMyzedbyBoehmtitration,FF-IRandTGTheresultsofBoehmtitrationshowedtheacidicgroupamountofox
6、idizedACFincreasedobviously．ItisalsoprovedbyFT-IRandTGComparedwithrawACF,acidicgroupandcarboxylgroupcontentofACF，whichWasoxidizedbyH202at60。Cfor2hours,increased129％and94％，respectively．XRDanalysisindicatedthatoxMizationhad110obviousinfluencethemicrocrystallitestructureofACF．Theoxidi
7、zedACFWasmodifiedbyhydroxy·methylationandthenintroducingsulfonicacidcontainingfunctiongroup．Boehmtitrationindicantedthatacidgroupincreasedobviousl％ItisalsoprovedbyFT-IRandTGApproximately0．8—1．0mmol-S03HwasintroducedontoprogramACEUnderthevariesexperimentconditions，thepropertiesofads
8、orbingPb“ofACEoxidizedACF,
