石墨烯基吸油材料及其吸油性能研究

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1、学校代码：10259学号：156061111密级：公开上海应用技术大学硕士学位论文题目：石墨烯基吸油材料及其吸油性能研究英文题目：Fabricationandperformanceofgraphene-basedoiladsorbingmaterials专业：化学工程学院：化学与环境工程学院研究方向：吸油材料姓名：任济夫指导教师：韩生二〇一八年五月十六日石墨烯基吸油材料及其吸油性能研究摘要在最近的几十年里，溢油事件频发，大量的溢油对全世界社会、环境、经济以及人类健康、海洋资源造成了不可挽回的损失。大量传统的弥补措施受制于科研壁垒、经济成本、操作难度、去除率等一系列问题不能较为完整充分的解

2、决这些问题，因此寻找开发处理溢油污染的有效方法是迫切必要的。在诸多的处理方法中，吸附法由于其相对灵活、低成本、高效可控等特点，在水污染处理中占据重要的地位。传统的吸附材料存在着这样或那样的弊端，不能充分的契合飞速发展的社会需求，因而开发高新吸油材料变得尤为重要。最近的几十年来，新兴的石墨烯材料被广泛的研究，石墨烯由于其自身固有的疏水性与二维平面结构的灵活性能够很好的搭建低密度的疏水三维构造并应用与吸油领域。我们成功的通过pH助溶剂的协助下，将L-酪氨酸（L-tyrosine）与氧化石墨烯（Grapheneoxide,GO）共混分散，经过水热法合成了具备选择性吸附能力的石墨烯气凝胶（Gra

3、pheneaerogel,GA）。当L-酪氨酸掺杂的石墨烯气凝胶用于吸附时，凝胶表现出极低的密度8.341mgml-1，较高的比表面积300.4m2g-1，良好的机械强度。即使在不刻意追求超疏水的制备方案中，该凝胶依然对各类油品表现出了高达86.5gg-1的吸附容量。利用GO为前驱体，聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物（P123，PEO-PPO-PEO）为软模版，合成了具有相对均匀孔径的多孔碳凝胶。对模板剂在体系中的含量做了进一步的筛选，得到P123与GO的最优质量比为80%。该碳凝胶在模板和真空干燥共同的作用下得到的孔径相对均匀可控。当碳凝胶作为吸油材料的时候，可吸附油品8

4、1.3gg-1，对亚甲基蓝（Methyleneblue,MB）的吸附容量高达340.81mgg-1。所制备的碳凝胶rVGA1.4符合Freundlich吸附模型与伪二级动力学模型。关键词：石墨烯；三维结构；吸油；亚甲基蓝Fabricationandperformanceofgraphene-basedoiladsorbingmaterialsAbstractInthepastfewdecades,severaloilspillshaveoccurred.Greatdamageshasbeencausedtothesocieties,environment,economy,humanhea

5、lthandmarineresourcesbecauseoftheoilspillsandorganicpollution.Thereareaseriesofproblems,suchasscientificbarriers,economiccosts,anddifficultyofoperation,andremovalrateintraditionalremedialmeasuresthatcannotbesolvedcompletelyandfully.Therefore,itisimperativetolookforaneffectivemethodfordevelopingan

6、dprocessingoilspillpollution.Inmanytreatmentmethods,adsorptionisarelativelyflexible,low-cost,controllableandefficienttreatmentapproach.Traditionaladsorptionmaterialshavesuchdrawbacks,andtheycannotfullymeettherapiddevelopmentofsociety.Therefore,itisparticularlyimportanttodevelophigh-techoil-absorb

7、ingmaterials.Grapheneisthehotinterestsofmaterialsscienceinrecentyears.Duetoitsinherenthydrophobicityandflexibilityoftwo-dimensionalstructure,itcanwellbuildlow-densityhydrophobicthree-dimensionalstructuresandappliedinoi