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摘 要

由于电镀、钢铁、染料、造革等行业产生大量Cr(VI)污染，对环境和人体造成很大危害，因此必须采取措施来治理污染。本课题采用了吸附法处理含Cr(VI)废水，选择了氧化石墨烯(GO)和壳聚糖(CS)的复合吸附剂对Cr(VI)进行吸附。将二者复合后弥补了各自的缺点，吸附性能提高，稳定性增强，对复合材料吸附性能的研究是本课题的主要目的。

本课题采用Hummer法制备GO，采用环氧氯丙烷将CS交联到GO上制备复合吸附剂。制备完成后，分别进行了扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)以及X射线衍射(XRD)表征。对比石墨与GO的XRD图，再结合复合材料的FTIR图，可以发现GO制备成功；观察GO与复合材料的SEM图，可以了解复合前后GO形貌的变化，再结合CS与复合材料的FTIR图，可以确定GO与CS复合成功。

本课题探究了不同条件下（温度、时间、pH、吸附剂量）复合材料的吸附性能，最终得出结论为：使用复合材料吸附相同浓度的含Cr(VI)溶液，(1)当添加的吸附剂量为0.06 mg时，吸附量达到最大；(2)随着吸附时间的增加，吸附量在40 min以后达到平衡；(3)吸附温度越高，吸附量越大，吸附为吸热反应；(4)当pH=5时，吸附量达到最大。

关键词：氧化石墨烯 壳聚糖 复合吸附剂 吸附 Cr(VI)

Adsorption of Cr (VI) by Adsorbent of Crushed Graphene / Chitosan

Abstract

As a result of electroplating, steel, dyes, leather and other industries produce a large number of Cr (VI) pollution, the environment and the human body caused great harm, it must take measures to control pollution.In this paper, Cr (VI) is adsorbed by adsorbent treatment of Cr (VI) wastewater, and gravel (GO) and chitosan (CS) are selected. It is the main purpose of this study to make up the shortcomings of the two.

In this study, GO was prepared by Hummer method, and composite adsorbent was prepared by crosslinking CS onto GO with epichlorohydrin. After scanning, electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X - ray diffraction (XRD) were used to characterize the preparation. Compared with the XRD pattern of graphite and GO, the FTIR graph of composite material can be found successfully. It is possible to know the change of GO shape before and after the composite.

In this paper, the adsorption properties of the composites under different conditions (temperature, time, pH, adsorbed dose) were investigated. Finally, the conclusion was as follows: the same concentration of Cr (VI), (1) When the amount of adsorbed was 0.06 mg, the adsorption capacity reached the maximum; (2) With the increase of adsorption time, the adsorption capacity reached equilibrium after 40 min; (3) the higher the adsorption temperature, the greater the adsorption capacity, adsorption for the endothermic reaction; (4) When pH = 5, the adsorption capacity reached the maximum.

Key words: GrapHene oxide; Chitosan; Composite adsorbent; Adsorption; Cr (VI)

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1重金属污染的危害 1

1.2 Cr(VI)的来源、危害以及研究意义 1

1.3 常见的Cr(VI)治理方法 1

1.3.1 膜分离法 1

1.3.2 生物处理法 2

1.3.3 沉淀法 2

1.3.4 吸附法 2

1.4氧化石墨烯/壳聚糖对Cr(VI)的吸附 3

1.4.1 壳聚糖的吸附优势 3

1.4.2 氧化石墨烯的吸附优势 4

1.4.3 氧化石墨烯/壳聚糖复合吸附剂及其吸附优势 4

1.5研究目的 4

1.6课题内容 5

1.6.1 制备 5

1.6.2 表征 5

1.6.3 吸附性能探究 5

第二章 实验部分 6

2.1 实验仪器及试剂 6

2.1.1实验仪器 6

2.1.2 化学试剂和药品 6

2.2 制备 7

2.2.1 氧化石墨烯制备 7

2.2.2 复合吸附剂制备 7

2.3 配制含Cr(VI)溶液 8

2.4 吸附性能探究实验步骤 8

2.4.1不同吸附剂量对Cr(VI)吸附量的影响 8

2.4.2不同吸附时间对Cr(VI)吸附量的影响 9

2.4.3不同温度对Cr(VI)吸附量的影响 9

2.4.4不同pH对Cr(VI)吸附量的影响 9

第三章 实验结果与讨论 11

3.1 表征 11

3.1.1 扫描电子显微镜（SEM） 11

3.1.2 傅里叶红外光谱（FTIR） 12

3.1.3 X射线衍射(XRD) 12

3.2 复合吸附剂吸附性能探究 14

3.2.1不同吸附剂量对Cr(VI)吸附量的影响 14

3.2.2不同吸附时间对Cr(VI)吸附量的影响 15

3.2.3不同温度对Cr(VI)吸附量的影响 16

3.2.4不同pH对Cr(VI)吸附量的影响 17

第四章 实验总结与展望 19

参考文献 20

致 谢 23

第一章 文献综述

1.1重金属污染的危害

工业技术日益发展，带来了经济效益，也带来了不少污染问题。在这些污染中，重金属污染尤为棘手。它不但会带来土壤、大气、水体、农作物等环境污染，对健康的伤害也不容小觑。重金属侵入人体的途径有消化道吸收、皮肤接触、呼吸道扩散这样三种^[1]。它们会聚集在身体里，导致慢性中毒；还会与体内某些成分结合，使它们丧失功能，严重甚至导致其病变^[1]。

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