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《多壁碳納米管的改性及其吸附性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、中圖分類號Q紐fUDC芏業(yè)碩士學(xué)位論文學(xué)校代碼!Q§三三密級公開多壁碳納米管的改性及其吸附性能研究StudyontheAdsorptionBehaviorofModifiedMuti．WalledCarbonNanotubes作者姓名：學(xué)科專業(yè)：研究方向：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師：昌IJ指導(dǎo)教師：周蕾分析化學(xué)無機材料分析化學(xué)化工學(xué)院焦飛鵬副教授于金剛副教授論文答辯日期生竺：至：豎答辯委員會主中南大學(xué)2013年5月原創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知
2、，除了論文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得中南大學(xué)或其他單位的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我共同工作的同志對本研究所作的貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明。作者簽名：圖盞日期：二業(yè)年—￡月三L日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本人了解中南大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留學(xué)位論文并根據(jù)國家或湖南省有關(guān)部門規(guī)定送交學(xué)位論文，允許學(xué)位論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用復(fù)印、縮印或其它手段保存學(xué)位論文。同時授權(quán)中國科學(xué)技術(shù)
3、信息研究所將本學(xué)位論文收錄到《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》，并通過網(wǎng)絡(luò)向社會公眾提供信息服務(wù)。作者簽名：．團(tuán)蠶導(dǎo)師簽名坳日期：避年』月4日中南大學(xué)碩士論文摘要多壁碳納米管的改性及其吸附性能研究摘要：碳納米管具有獨特的結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)，如機械強度高、比表面積大、中空層狀結(jié)構(gòu)、優(yōu)越的化學(xué)和熱學(xué)穩(wěn)定性等。碳納米管不僅在微電子元器件、場發(fā)射材料、催化等領(lǐng)域應(yīng)用潛能廣闊，而且在納米科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域也是很有前途的吸附材料。但由于碳納米管在溶液中易團(tuán)聚，很難均勻分散在不同的溶劑中，從而限制了其在很多領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，改性碳納米
4、管以提高其分散和吸附性能得到了廣泛的研究。本文主要研究合成分散性能好的不同改性碳納米管將其用于有機蘇丹紅染料與無機重金屬離子的吸附和去除。(1)多壁碳納米管的改性和表征用濃硝酸氧化多壁碳納米管(MWCNTs)，在其表面引入羧基、羥基、羰基等活性基團(tuán)；其次，在陽離子表面活性劑十六烷三甲基溴化銨(CTAB)的作用下，將二氧化硅包覆到氧化多壁碳納米管(Ox．MWCNTs)表面，再通過離子交換法脫除CTAB后得到介孔二氧化硅包覆的多壁碳納米管(mSi02@MWCNTs)，最后在甲苯中回流反應(yīng)中，將3．(2．氨基乙
5、基氨基)丙基三甲基硅烷(ATPES)修飾到mSi02@MWCNTs上，所得產(chǎn)物記為NN．mSi02@MWCNTs。采用透射電鏡(TEM)、紅外光譜(FT-IR)、X射線衍射(XRD)、低溫氮吸附一解吸(N2adsorption．desorption)等技術(shù)手段研究改性多壁碳納米管的結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)。分析結(jié)果表明：改性MWCNTs的分散性能得到了較大程度地提高；介TL：氧化硅層均勻地覆蓋在多壁碳納米管表面，ATPES成功接枝在mSi02@MWCNTs上。(2)氧化碳納米管吸附和去除蘇丹紅I和II研究氧化碳納米
6、管對蘇丹紅I和II正己烷溶液的吸附行為，主要考察了吸附時間、吸附劑用量、蘇丹紅I和II正己烷溶液初始濃度對吸附性能的影響。應(yīng)用兩種熱力學(xué)等溫線來描述吸附平衡，同時用三種動力學(xué)模型來評價吸附過程。結(jié)果表明，氧化碳納米管對蘇丹紅I和II溶液的吸附過程符合Langmuir和準(zhǔn)二級動力學(xué)模型。氧化碳納米管能快速吸附蘇丹紅I和II正己烷溶液，不到30min就能達(dá)到吸附飽和，對蘇丹紅I和II的最大吸附量分別為41．408mg／g和47．037mg／g。(3)NN．mSi02@MWCNTs吸附水溶液中重金屬離子對比考察
7、了不同改性多壁碳納米管對水溶液中重金屬鉛離子、鎳中南大學(xué)碩士論文摘要離子、銅離子和鋅離子的吸附特性，結(jié)果表明NN．mSi02@MWCNTs對重金屬離子具有顯著的吸附效能。然后，以銅離子作為代表研究了NN．mSi02@MWCNTs作為一種新的吸附劑對金屬離子吸附的動力學(xué)和熱力學(xué)。結(jié)果表明，吸附動力學(xué)可以很好地被準(zhǔn)二階動力學(xué)方程描述，并表現(xiàn)出三級粒內(nèi)擴散階段，吸附等溫線符合Langmuir模型，熱動力學(xué)分析表明，NN．mSi02@MWCNTs對Cu(II)的吸附是吸熱和自發(fā)的。這種新型吸附劑在低濃度時也能表現(xiàn)
8、出高的吸附容量，在重金屬離子污染的廢水處理中具有一定的應(yīng)用潛力。本論文圖22幅，表12個，參考文獻(xiàn)103篇關(guān)鍵詞：多壁碳納米管；蘇丹紅染料；重金屬離子；吸附；介孔硅；氨基修飾；動力學(xué)；熱力學(xué)分類號：540StudyontheAdsorptionBehaviorofModifiedMuti．WalledCarbonNanotubesABSTRACT：Carbonnanotubes(CNTs)haveuniquemorpholog
