膨脹石墨的制備及其對(duì)金屬離子去除性能的研究.pdf

1、膨脹石墨是一種多孔性材料，孔徑范圍廣，總孔容大，在吸附方面有巨大的潛力。本文的目的主要是研究膨脹石墨對(duì)于幾種代表性的金屬離子的吸附性能，優(yōu)化吸附條件，并且在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)學(xué)分析和機(jī)理研究，為進(jìn)一步提高膨脹石墨的吸附能力和應(yīng)用范圍提供理論依據(jù)和方向。此外，本文還制備了改性膨脹石墨，以提高膨脹石墨的吸附性能。
　　 本文以青島宏達(dá)購(gòu)買(mǎi)的可膨脹石墨為原料采用微波膨脹法制備出膨脹石墨，通過(guò)BET方程和BJH法計(jì)算其比表面積、孔體

2、積和孔徑分布；采用掃描電子顯微鏡(SEM)和FT-IR紅外分析儀觀察了膨脹石墨的微觀形貌結(jié)構(gòu)以及膨脹石墨含有的官能團(tuán)。
　　 膨脹石墨吸附鉛、鉻、錫離子吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：溶液pH是控制三種金屬離子吸附過(guò)程的重要因素；當(dāng)溶液呈中性或偏酸性時(shí)，鉛溶液的初始濃度為300mg/L，吸附時(shí)間為300min時(shí)，膨脹石墨對(duì)含鉛離子的吸附量達(dá)到63mg/g；當(dāng)溶液在pH=3時(shí)，膨脹石墨對(duì)鉻離子的吸附效果最好；當(dāng)溶液呈偏酸性，錫溶液的初始濃度為3

3、00mg/L，吸附時(shí)間為120min時(shí)，膨脹石墨對(duì)錫離子的吸附量達(dá)到343mg/g。另外，分別采用Langmuir吸附等溫線方程、Freundlich吸附等溫線方程和Temkin吸附等溫線方程對(duì)膨脹石墨吸附三種金屬的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，結(jié)果表明Langmuir等溫線方程能較好地描述三種金屬離子在膨脹石墨上的吸附平衡，膨脹石墨吸附三種金屬離子的Langmuir模型極限吸附容量分別為70.42mg/g，2.77mg/g，378.78mg/g。

4、采用準(zhǔn)一級(jí)、準(zhǔn)二級(jí)、Elovich和Ritchie’s-二階吸附動(dòng)力學(xué)模型分析了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型能更好地描述吸附過(guò)程。
　　 經(jīng)過(guò)納米氫氧化鎂改性后的膨脹石墨對(duì)鉛離子吸附的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：對(duì)比原膨脹石墨，可以發(fā)現(xiàn)改性膨脹石墨能有效地吸附鉛離子，其吸附量由原來(lái)的70mg/g提高到105mg/g。當(dāng)初始pH值為4～6、含Pb(Ⅱ)廢水初始濃度為100mg/L、改性膨脹石墨投加量為0.035、吸附時(shí)間為120min，25℃