【摘 要】
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随着我国工业化进程的不断加快,各种有机染料已被广泛应用于纺织、造纸和化妆品等行业。这些染料通常具有复杂的芳香结构,在光、热或氧化剂的作用下能够稳定的存在并且不易降解。如果没有经过有效的处理,大量含有染料的废水在加重对环境污染的同时对人类的健康也造成了极大的危害。目前处理染料废水的方法有很多,其中吸附法以操作简单、成本低和效率高等优势著称。因此,制备价格低廉、吸附效率高且无二次污染的新型吸附性材料已
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随着我国工业化进程的不断加快,各种有机染料已被广泛应用于纺织、造纸和化妆品等行业。这些染料通常具有复杂的芳香结构,在光、热或氧化剂的作用下能够稳定的存在并且不易降解。如果没有经过有效的处理,大量含有染料的废水在加重对环境污染的同时对人类的健康也造成了极大的危害。目前处理染料废水的方法有很多,其中吸附法以操作简单、成本低和效率高等优势著称。因此,制备价格低廉、吸附效率高且无二次污染的新型吸附性材料已成为当下急需解决的问题。作为一种典型的多孔吸附材料,活性炭(AC)具有较大的比表面积和孔隙结构、较高的吸附容量和去除效率,广泛的应用于医药业、化工业和环境保护等各个领域。氧化石墨烯(GO)作为石墨烯的一种典型的衍生物,同样具有较大的比表面积和丰富的含氧官能团等优良的特性,在染料废水处理等领域的应用前景也非常广泛。β-环糊精(β-CD)是一种低成本、无毒,可生物降解的具有七个重复吡喃葡萄糖单元的环状低聚物,这种结构可以通过主客体彼此之间的作用产生与有机分子在溶液中形成包合物的能力。通常通过β-CD分子与环氧氯丙烷交联来制备β-CD聚合材料来吸附有机染料。本文以β-CD作为基体,环氧氯丙烷为交联剂,在聚合过程中分别加入AC和通过改进后的Hummers法制备的GO,并通过冷冻干燥的工艺分别制备了新型的聚合β-环糊精/活性炭复合气凝胶(β-CD/AC)和β-环糊精/氧化石墨烯复合气凝胶(β-CD/GO)。通过扫描电镜(SEM),红外光谱(FTIR),比表面积分析(BET)和热重分析(TGA)分别表征了β-CD/AC和β-CD/GO的物理化学性质。对制备的β-CD/AC和β-CD/GO应用于水溶液中亚甲基蓝(MB)的去除,并研究了它们在不同条件下对MB的吸附性能。通过Langmuir和Freundlich模型及热力学、动力学模型对得到的实验结果进行分析,拟合结果显示两种复合材料对MB的吸附遵循Langmuir模型,并通过此模型计算得到的在323 K下的最大吸附容量分别为208.33mg/g和181.82 mg/g。通过吸附动力学模型可以看出β-CD/AC和β-CD/GO对MB的吸附过程遵循准Pseudo-second-order模型,热力学参数表明两者的吸附过程都是自发和放热的过程。
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