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Eu（Ⅲ）和Cu（Ⅱ）在多壁碳纳米管上的吸附

作　者: 唐玉琴
导　师: 郭治军
学　校: 兰州大学
专　业: 放射化学
关键词: 多壁碳纳米管吸附 Eu(Ⅲ) Cu(Ⅱ) 富里酸水杨酸
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

多壁碳纳米管(MWCNTs)与氧化剂接触会在其表面引入含氧基团,从而影响其表面酸碱性质及其与金属离子的相互作用,这正是有效利用MWCNTs的基础,也是深入理解其环境行为的基础。采用不同浓度的硝酸(质量百分数分别为22%,44%,66%)氧化原始碳纳米管(MWCNTs-0)的方法,制备得到了氧化程度不同的多壁碳纳米管(MWCNTs-x, x表示氧化时所用硝酸浓度)。使用透射电镜(TEM)和X-射线光电子能谱(XPS)表征了MWCNTs-x;测定了其比表面积；采用连续电位滴定法在三个不同离子强度下(0.01,0.1,0.4 mol/L NaCl)对MWCNTs-x的表面酸碱性质进行了研究。结果表明,随着氧化程度的增加,MWCNTs-x含氧基团数量增加,但氧化对其比面积并无明显影响。采用批式法分别研究了Eu(Ⅲ)和Cu(Ⅲ)在MWCNTs-x上的吸附行为。考察了溶液pH、离子强度、吸附质浓度、固液比以及富里酸(FA)和水杨酸(SA)对吸附的影响。结果表明：氧化程度对Eu(Ⅲ)在MWCNTs-x上的吸附存在显著影响,MWCNTs-x对Eu(Ⅲ)的吸附都随pH值的增大而增加,随离子强度的增大而减小；此外,Eu(Ⅲ)的吸附比较符合Freundlich吸附等温线。pH对Cu(Ⅱ)在MWCNTs-66上的吸附有显著影响,但吸附受离子强度的影响微弱；FA对Cu(Ⅱ)在MWCNTs-66上的吸附有明显的促进作用,但SA对Cu(Ⅱ)的吸附几乎没有影响；Cu(Ⅱ)在MWCNTs-66匕的吸附符合Langmuir和Freundlich方程。上述研究结果表明,氧化显著增加了多壁碳纳米管表面含氧基团,增强了其对重金属离子的吸附容量。氧化多壁碳纳米管在重金属污水处理及放射性废物管理等方面具有良好的应用前景。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-20
  1.1 碳纳米管的结构、性能及应用  8-10
    1.1.1 碳纳米管的结构  8-9
    1.1.2 碳纳米管的性能及应用  9-10
  1.2 碳纳米管的表面酸碱性质及研究现状  10-15
    1.2.1 碳纳米管的表面基团  11-12
    1.2.2 碳纳米管的表面酸碱性质及研究进展  12-15
  1.3 碳纳米管与重金属离子的相互作用及研究现状  15-18
    1.3.1 碳纳米管与金属离子的相互作用  16-17
    1.3.2 碳纳米管高放废物处置方面的研进展  17-18
  1.4 本论文选题依据、意义及研究内容  18-20
    1.4.1 选题依据及意义  18-19
    1.4.2 研究内容  19-20
第二章不同氧化程度多壁碳纳米管的制备及表征  20-28
  2.1 材料及仪器  20
  2.2 原始多壁碳纳米管的纯化  20-21
  2.3 不同氧化程度多壁碳纳米管的制备  21
  2.4 MWCNTs-x的表征  21
  2.5 结果和讨论  21-27
    2.5.1 TEM结果  22-23
    2.5.2 比表面积测定  23-25
    2.5.3 XPS结果  25-27
  2.6 本章小结  27-28
第三章多壁碳纳米管的表面酸碱性质  28-34
  3.1 实验材料和仪器  28
  3.2 电位滴定实验  28-29
  3.4 滴定结果与讨论  29-33
  3.5 本章小结  33-34
第四章 Eu(Ⅲ)在多壁碳纳米管上的吸附  34-45
  4.1 实验材料及仪器  34
  4.2 吸附实验  34-35
  4.3 结果计算  35
  4.4 实验结果与讨论  35-44
    4.4.1 pH和离子强度对吸附的影响  36-38
    4.4.2 固液比的影响  38-39
    4.4.3 Eu(Ⅲ)浓度对吸附的影响  39-41
    4.4.4 吸附等温线  41-44
  4.5 本章小结  44-45
第五章 Cu(Ⅱ)在碳纳米管上吸附  45-59
  5.1 实验部分  46-50
    5.1.1 实验材料及仪器  46
    5.1.2 溶液的配置  46-47
    5.1.3 吸附实验  47
    5.1.4 Cu(Ⅱ)及有机物的测量  47-50
  5.2 Cu(Ⅱ)、MWCNTs-66二元吸附体系  50-52
    5.2.1 pH值和Cu(Ⅱ)的初始浓度对吸附的影响  50-51
    5.2.2 离子强度对吸附的影响  51-52
    5.2.3 吸附等温线  52
  5.3 FA对Cu(Ⅱ)吸附的影响  52-56
    5.3.1 FA的pH吸附边界  52-53
    5.3.2 FA对Cu(Ⅱ)的pH吸附边界的影响  53-54
    5.3.3 FA对吸附等温线的影响  54-56
  5.4 SA对吸附的影响  56-58
    5.4.1 SA在MWCNT-66上的pH吸附边界  56-57
    5.4.2 SA对Cu(Ⅱ)在MWCNT-66 上吸附的影响  57-58
  5.5 本章小结  58-59
参考文献  59-64
致谢  64

Eu（Ⅲ）和Cu（Ⅱ）在多壁碳纳米管上的吸附

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