化学改性氧化石墨烯对混合染料体系的吸附作用机制研究

基本信息
批准号:21207100
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:马杰
学科分类:
依托单位:同济大学
批准年份:2012
结题年份:2015
起止时间:2013-01-01 - 2015-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李少林,陈波,周慧明,周燕洁,周露
关键词:
混合染料氧化石墨烯吸附机理吸附性能
结项摘要

Using traditional carbon-based adsorption materials to remove pollutants have suffered from the complexity of fabrication process, low adsorption capacity, and poor selectivity problems. The latest technology of two-dimensional nanomaterial-graphene oxide (GO) has applied in the field of water environment protection as a effective novel absorbent. In this project, we will employ the activation and reduction methods to design and modify the structure of GO based on the GO's unique nature of the high specific surface area and reactivity. Then, we will study the relationship between physical-chemical properties of the surface and its adsorption capacity of mixed dyes, therefore to develop selective absorbents with high adsorption capacity and adsorption strength, we propose to explore the new principles and methods for dye removal in aqueous solution using GO as the absorbents. The technique of "self-photocatalysis generation" is proposed to decompose the dyes accumulated on the GO, in order to solve the recycling and the secondary environmental pollution problems of adsorbents. More importantly, GO samples before and after the absorption process would be analyzed using novel surface analysis techniques like synchrotron radiation techniques and high-resolution nuclear magnetic resonance spectrometer. The behaviors and states of the dye molecules absorbed on GO would be probed, to investigate the interaction mechanism between the surface of GO and dye molecules, which would provide theoretical understandings and experimental guidance for the synthesis of GO adsorbents with high adsorption capacity and selectivity. Our study will help the application of GO as new carbon-based nano-materials in the field of the environment protection.

本项目针对传统碳吸附材料制备复杂、吸附容量低,选择性差等问题,将最新二维碳纳米材料-氧化石墨烯(GO)应用于水环境保护领域。利用GO高比表面积和高反应活性的独特性质,采用活化和还原相结合的化学改性工艺对GO进行结构设计和表面修饰,考察吸附材料表面物化性质和混合染料的吸附性能之间的内在关系,开发高吸附容量、高吸附强度选择性吸附材料,探索化学改性GO作为吸附材料在水中染料污染物治理的新原理和新方法。提出GO"自身光催化"再生技术,将富集在GO表面的染料催化去除,实现吸附剂循环利用,解决吸附剂使用后造成二次环境污染问题。采用同步辐射技术和高分辨核磁共振波谱仪等表面分析技术对GO吸附染料前后的样品进行分析,直接观测染料分子在GO表面的吸附状态,深入了解吸附材料表面与染料分子相互作用机理,为高吸附容量选择性GO吸附材料的制备和GO作为新型碳纳米材料在环境领域中的应用提供科学依据和实验指导。

项目摘要

本项目针对传统碳纳米吸附材料存在制备工艺复杂、吸附容量低,选择性差等问题,采用氧化石墨烯(GO)作为吸附材料,利用GO高吸附容量和高反应活性的独特性质,采用活化法和还原法相结合的化学改性工艺对GO进行结构设计和表面修饰,考察了吸附材料的表面物化性质与吸附性能之间的内在关系,开发具有高吸附容量、高吸附强度的选择性石墨烯吸附材料,探索GO在水中污染物治理的新原理和新方法。提出GO“自身光催化”再生技术,将富集在GO 表面的污染物光催化去除,实现吸附剂循环利用,解决吸附剂使用后造成二次环境污染问题。采用同步辐射技术等表面分析技术对GO吸附污染物前后的样品进行分析,开展了石墨烯复合吸附剂吸附机理的研究,上述工作的开展为高吸附容量选择性GO吸附材料的制备和GO作为新型碳纳米材料在环境领域中的应用提供了科学依据和实验指导。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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