氨基功能化多壁碳纳米管的制备及其吸附Pb2+离子的性能研究

摘要：为解决水体中的重金属Pb2+离子所带来的污染问题，本文在制备得到介孔二氧化硅包裹多壁碳纳米管（MWCNTs$mSiO2）材料的基础上，通过进一步的氨基化修饰而最终得到了氨基功能化改性的多壁碳纳米管（MWCNTs$mSiO2～NH2）。采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、透射电镜（TEM）对所得材料进行了表征分析。将MWCNTs$mSiO2～NH2作为吸附剂用于水溶液中Pb2+离子的吸附研究，结果表明：MWCNTs$SiO2～NH2较原始MWCNTs具有更好的水分散性并提高了对Pb2+离子的吸附能力；吸附过程展现出了较好的动力学性能且符合准二级动力学方程；由Langmuir方程模拟而求得的最大吸附量为119.3mg/g。31227
毕业论文关键字：碳纳米管；Pb2+离子；吸附；二氧化硅
Preparation of Amine Functionalized Multi-walled Carbon Nanotubes and Their Adsorption Behavior for Pb2+ Ions
Abstract：To resolve the water pollution brought by Pb2+ ions，amine functionalized multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs$mSiO2～NH2) was prepared through firstly preparing mesoporous silica coated multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs$mSiO2～NH2) and then following by the further amino-group modification．The prepared material was characterized by Fourier transform infrared spectrometry (FT-IR) and transmission electron microscopy (TEM)．Finally， MWCNTs$mSiO2～NH2 was used for Pb2+ ions adsorption．The results showed that MWCNTs$mSiO2～NH2 was more dispersible in water compared to the original MWCNTs and exhibited higher adsorption ability for Pb2+ ions．The adsorption process showed good kinetic performance and could be described by pseudo-second-order kinetic model．The maximum adsorption capacity obtained from Langmuir isotherm model was 119.3mg/g．
Key Words：Carbon nanotubes；Pb2+ ions；Adsorption；Silica
目    录

摘要   1
引言   2
1 实验部分   3
1.1 实验仪器   3
1.2 实验试剂   3
1.3 实验方法   3
2 结果与讨论   6
2.1 材料表征分析   6
2.2 pH值对Pb2+吸附的影响   8
2.3 MWCNTs$SiO2～NH2吸附Pb2+离子的动力学   9
2.4 MWCNTs$SiO2～NH2吸附Pb2+离子的等温线   10
3 结论   11
参考文献   12
致谢   14
氨基功能化多壁碳纳米管的制备及其吸附Pb2+离子的性能研究
引言
    因有害化学物质的存在，造成了水的使用价值降低甚至消失，从而带来了水体的污染问题[1]。尤其是在我国，现阶段正面临着日益加剧的水体污染问题。在这些污水中，存在着酸、碱、氧化剂，铜、汞、苯、二氯乙烷等无机和有机毒物，而在上述的这些水体污染物中，重金属离子显的较为特别和突出，引起了人们的广泛关注。
水体中的重金属的污染主要来自于化学制造、油漆和涂层、采矿、电子废弃物、核工业等，通常所说的重金属离子是指Cu2+、Cr3+、Pb2+、Hg2+、Cd2+等[2]。重金属一般难以被降解，因而可参与到食物链的循环中，在生物体内富集并随着食物链向上递增和放大，是一种累积性的慢性污染，其会干扰甚至破坏生物体内部的新陈代谢，最终危及到人类的健康与生存。作为一种典型的重金属，铅广泛地存在于环境中，人体摄取5mg/kg体重的铅即可引起急性中毒。摄入的铅经消化道吸收后，可在人体内蓄积，其中的90%储于骨骼中，少量蓄积在肝、脑、肾和血液中，对造血系统形成危害，引起贫血和溶血。过量铅的摄入还可使中枢神经系统与周围神经系统受损，引起脑病与周围神经病，出现狂燥、头痛、记忆力丧失，幻觉等症状[3]。因此，从水体中去除Pb2+离子的研究非常重要。氨基功能化多壁碳纳米管的制备及其吸附Pb2+离子的性能研究:http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_27297.html