多壁碳纳米管/二氧化硅纳米复合材料的制备及其吸油性能

以羧化多壁碳纳米管为基体、纳米硅溶胶粒为增强相,通过一步液相共混方法制备多壁碳纳米管/二氧化硅纳米复合材料。利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、电子扫描电镜（SEM）、热重（TGA）、孔结构分析（BET/BJH）对其进行了表征。以水中柴油为研究对象考察了该样品对水中柴油的吸附脱除效果,并与纳米二氧化硅胶粒、原生碳纳米管以及活性炭进行对比。结果表明：硅溶胶粒表面修饰后的多壁碳纳米管的聚团行为得以改善,而且材料具有微孔-介孔双孔道结构。对水中直馏柴油的去除率高达97.79%,并于1 h达到吸附平衡。整个吸附过程遵循准二级动力学模型,吸附体系的表观活化能为11.37 kJ·mol^-1,吸附等温线与Freundlich模型较为吻合,吸附效果明显强于其他3种吸附剂。     

多壁碳纳米管吸附处理柴油废水的动力学特性

通过静态吸附实验研究了多壁碳纳米管(MWCNTs)对柴油废水中油的吸附特性,并与活性炭进行了比较。表明MWCNTs和活性炭对柴油的吸附量均在前10 min上升迅速60 min左右可达到吸附平衡,但MWCNTs的吸附能力远大于活性炭。在动力学分析中发现准二级动力学模型能较好地符合研究体系,且随温度的升高,吸附速率增加。根据Arrhenius公式,算得MWCNTs吸附柴油2^#的活化能(E_a)的值为14.21 kJ·mol^-1,可推断吸附应是物理吸附。利用颗粒内扩散模型发现MWCNTs吸附分外表面吸附、碳管间大空隙的内扩散和管间小空隙内扩散3阶段,而活性炭对柴油2^#的吸附分为外表面吸附和颗粒内扩散两个阶段,且受边界层的影响较大。MWCNTs对柴油的吸附存在初始吸附行为。在298 K下MWCNTs对3种柴油的吸附及在288、298和308 K下对柴油2^#的吸附,都是中等起始吸附,柴油2^#的吸附,随温度的升高,起始吸附行为增强,在318 K时吸附过程具有较强烈的起始吸附行为。     

石墨烯气凝胶的制备及其对水中油分的吸附特性

以改性Hummers法制备出的氧化石墨（GO）为原料,乙二胺（EDA）为交联剂,通过液相化学交联法制备出以石墨烯为主体的多孔网状气凝胶（EGA）。利用电子扫描电镜（SEM）、电子透射电镜（TEM）及选区电子衍射（SAED）对其进行表征。以水中柴油为研究对象,考察所制EGA样品对水中柴油的吸附脱除效果。结果表明,石墨烯气凝胶对柴油的吸附量在前5 min上升迅速,在30 min左右达到吸附平衡。吸附过程遵循准二级动力学模型,且吸附速率随温度的升高而增加,体系的表观活化能E_a=23.94 kJ·mol^-1。颗粒内扩散模型拟合结果表明,EGA对水中柴油的吸附分为表面孔道吸附、气凝胶内部孔道扩散以及石墨烯片层间小孔道扩散。石墨烯气凝胶对柴油的吸附等温线与Freundlich模型较为吻合。