染料廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、化妝品、油漆等的制造過程中,然而,大多數(shù)染料毒性大,有致癌變的幾率,嚴重威脅著人類健康和生態(tài)安全。因此,在排放到自然環(huán)境中之前,采用經(jīng)濟可行且環(huán)境友好的方法對染料廢水進行處理已變得十分迫切。近年來,純化和修復(fù)染料廢水的技術(shù)引起了廣泛關(guān)注并得到了大力發(fā)展,其中,基于方便、易操作、適用性廣以及對有毒物質(zhì)不敏感等優(yōu)點,吸附法被認為是一種綠色環(huán)保的技術(shù)和極具競爭力的處理方法。在染料吸附技術(shù)中,吸附劑的選擇非常重要。氧化石墨烯(GO)因其具有超高的比表面積、優(yōu)異的水分散性以及表面上多樣的含氧官能團等特點,被大量嘗試用作去除水中染料的吸附劑。盡管GO具有多種優(yōu)勢,但吸附后懸浮的GO的分離和廢水處理中不可避免的二次污染阻礙了其工業(yè)化應(yīng)用,所以迫切需要開發(fā)出一種可以多次重復(fù)使用的新型GO基吸附材料。而磁分離技術(shù)被認為是一種去除廢水中有機污染物的有前途、可循環(huán)使用且經(jīng)濟價值高的吸附方法。相應(yīng)地,鈷鐵氧體(CoFe2O4)因兼具適度磁性和良好的化學(xué)穩(wěn)定性已在環(huán)境保護領(lǐng)域得以應(yīng)用。本課題先制備了具有高吸附容量、經(jīng)處理后可重復(fù)使用的磁性CoFe2O4/GO吸附材料,然后結(jié)合分子模擬方...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
主要縮寫符號和物理符號說明
第一章 緒論
    1.1 課題來源以及背景
    1.2 印染廢水污染現(xiàn)狀及危害
    1.3 印染廢水處理技術(shù)
        1.3.1 吸附法
        1.3.2 膜分離法
        1.3.3 超聲法
        1.3.4 化學(xué)氧化法
        1.3.5 電化學(xué)法
        1.3.6 厭氧-好氧組合處理
    1.4 主要吸附劑研究現(xiàn)狀
        1.4.1 活性炭吸附劑
        1.4.2 樹脂吸附劑
        1.4.3 天然礦物吸附劑
        1.4.4 碳納米管吸附劑
    1.5 石墨烯基材料作為吸附劑在污水處理中的應(yīng)用
        1.5.1 氧化石墨烯簡介
        1.5.2 氧化石墨烯及改性的氧化石墨烯在污水處理中的應(yīng)用
    1.6 鐵氧體材料
    1.7 分子模擬技術(shù)
        1.7.1 分子模擬技術(shù)簡介
        1.7.2 分子動力學(xué)模擬
        1.7.3 量子力學(xué)模擬
        1.7.4 分子模擬在吸附中的應(yīng)用
    1.8 本課題研究的目的、意義與主要內(nèi)容
        1.8.1 本課題的目的和意義
        1.8.2 本課題的研究內(nèi)容及技術(shù)方案
    1.9 本課題的創(chuàng)新點
第二章 實驗與模擬方法設(shè)計
    2.1 實驗方法
        2.1.1 原材料及試劑
        2.1.2 實驗設(shè)備及測試儀器
        2.1.3 鈷鐵氧體納米顆粒的制備流程
        2.1.4 氧化石墨烯的合成
        2.1.5 鈷鐵氧體/氧化石墨烯復(fù)合材料的合成
        2.1.6 表征手段及吸附效果測試
    2.2 分子動力學(xué)模擬計算過程
        2.2.1 體系模型的構(gòu)建
        2.2.2 能量最小化以及退火過程
        2.2.3 力場的選擇
        2.2.4 分子動力學(xué)模擬參數(shù)設(shè)置
    2.3 分子動力學(xué)模擬計算過程
        2.3.1 構(gòu)象以及距離變化
        2.3.2 吸附能的計算過程
        2.3.3 氧化石墨烯與染料分子π-π相互作用的計算過程
    2.4 量子力學(xué)模擬部分
        2.4.1 HOMO-LUMO能級
        2.4.2 Fukui函數(shù)
第三章 鈷鐵氧體/氧化石墨烯復(fù)合材料吸附三種染料分子實驗研究與結(jié)果分析
    3.1 鈷鐵氧體/氧化石墨烯復(fù)合材料的表征
        3.1.1 鈷鐵氧體/氧化石墨烯復(fù)合材料的紅外分析
        3.1.2 鈷鐵氧體/氧化石墨烯復(fù)合材料的掃描電子顯微鏡結(jié)果
    3.2 鈷鐵氧體/氧化石墨烯復(fù)合材料對三種染料分子吸附性能
        3.2.1 接觸時間對鈷鐵氧體/氧化石墨烯吸附的影響
        3.2.2 pH值對鈷鐵氧體/氧化石墨烯吸附效果的影響
        3.2.3 X射線光電子能譜分析
        3.2.4 鈷鐵氧體/氧化石墨烯的重復(fù)使用性
    3.3 氧化石墨烯對三種染料分子吸附性能結(jié)果分析
    3.4 鈷鐵氧體對三種染料分子吸附性能結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 氧化石墨烯吸附三種染料分子模擬實驗與結(jié)果分析
    4.1 分子動力學(xué)模擬部分
        4.1.1 氧化石墨烯與染料分子優(yōu)化前后構(gòu)象及距離變化分析
        4.1.2 氧化石墨烯吸附染料的吸附能計算結(jié)果分析
        4.1.3 氧化石墨烯與染料分子π-π相互作用結(jié)果分析
    4.2 量子力學(xué)模擬
        4.2.1 染料分子的軌道分析
        4.2.2 染料分子的Fukui函數(shù)結(jié)果分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻
致謝
研究成果
作者和導(dǎo)師簡介
附件



本文編號：3964672