基于石墨烯载体的铁基除砷材料制备及性能评估 (1)

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1、北京化工大学硕士研究生学位论文日期：二。一三年五月三十日北京化工大学学位论文原创性声明、冁本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：竭堕盥日期：—朋蜘关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文

2、的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在羔年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。作者签名：塑丝碰日期：翌竺：上：垫导师签名：一雄日期：递竖：垒迦学位论文数据集中图分类号．X703学科分类号610．30论文编号1001020130010密级公开学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京化工大学作者姓名朝木尔乐格学号2010000010获学位专业名称环境科学与工程获学位专业代码083000环境工程北京市

3、重课题来源研究方向环境化学点学科项目论文题目基于石墨烯载体的铁基除砷材料制备及性能评估关键词石墨烯；磁铁矿；赤铁矿；零价铁；除砷论文答辩日期2013年5月25日拳论文类型应用研究学位论文评阅及答辩委员会情况。姓名职称工作单位学科专长指导教师冯流教授北京化工大学环境化学评阅人1胡翔教授北京化工大学环境工程环境化学与生评阅人2刘征涛研究员中国环境科学研究员物学评阅人3评阅人4评阅人5答辩委员会主席李秀金教授北京化工大学环境工程答辩委员1王京刚副教授北京化工大学环境工程答辩委员2林爱军副教授北京化工大学环境工程答辩委员3刘研萍副教授北京化工大学环境工程答辩委员4徐仲均副教授北京化工

4、大学环境工程答辩委员5注：一．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它二．中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745．9)《学科分类与代码》中查询。四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要基于石墨烯载体的铁基除砷材料制备及性能评估砷是一种毒性很强的原生质毒物，近年来水体砷污染已经成为危害水体环境的世界性问题，去除水体中砷日益受到广泛关注。吸附法是砷去除工艺中最有效的方法之一，因此优质吸附材料的研究至关重要。本文以氧化石墨为前驱体，分别将磁铁矿、赤铁矿和零价铁三种形态的铁负载到石墨烯上，制备出石墨

5、烯负载磁铁矿(M．RGO)、石墨烯负载赤铁矿(H．RGO)和石墨烯负载零价铁(N—IⅪO)三种复合材料，并通过单因素实验确定了材料的制备条件。通过FTIR、XRD、XPS、SEM和EDX等方法对材料内部结构、晶型结构、表面形态和元素分布等进行了分析。研究比较了三种材料的除砷性能，如吸附动力曲线、吸附等温线、pH值范围、温度和共存离子对除砷效果影响。对三种材料的除砷机理进行了初步的研究。结果表明，Fe304、Fe203和Feo三种不同形态铁很好的负载石墨烯载体上，成功的制备出M．RGO、H．RGO、N—RGO三种负载不同铁形态的复合材料。三种材料吸附As(III)的动力曲线遵从

6、准二级动力学模型，吸附等温线符合Langmuir模型，在相同条件下，其吸附容量依次为N．RGO>M．RGO>H．RGO。三种材料均在弱酸性至中性条件下对As(III)有较好的吸附效果，M—RGO和H．RGO材料受pH值影响较小，且吸附As(III)的最佳pH值范围较N．RGO材料宽。三种材料在温度为30。C～40。C范围内对As(III)有良好的吸附能力。对比三种材料对共存离子的抗干扰能力，发现N—RGO材料抗干扰能力最强，其次是H．RGO材料，M．RGO材料最差。三种材料吸附砷以化学吸附为主导，物理吸附相结合，通过Fe和O元素构成的Fe．O官能团跟砷离子之间形成共沉淀络合物

7、将水体中砷固定在材料表面，达到去除砷的目的。关键词：石墨烯，磁铁矿，赤铁矿，零价铁，除砷EVALUTIoNOFARSENICREMoVALPERFoRMANCEBYGRAPHENE／IRON．BASEDM【ATERIALABSTRACTArsenicisahi曲lytoxicprotoplasmicpoison，waterarsenicpollutionhasbecomeaworldwideenvironmentalprobleminrecentyears，‘arsenicremovalinwaterh