摘 要

环境中难降解有机物的处理是环境治理长期以来的难点，氯酚类化合物就是典型的难降解有机物。它具有“三致”的危害，影响人类和动植物的正常生活与生存，目前对于它的去除有多种方法，但还是以吸附为主，因此寻找高效地吸附剂就是我们研究去除氯酚类化合物的重点。石墨烯具有单层结构和较大的比表面积可用来作载体。水滑石具有巨大的比表面积和较密的孔，因此其具有良好的吸附能力，可作为吸附剂去除水中的较难降解的有机物。因此，设想将二者结合制成吸附效应更强的吸附剂。本文就是通过Hummers方法先制得氧化石墨烯，再通过加入酒石酸钠作为结构导向剂利用水热法将其负载到水滑石上得到石墨烯/酒石酸钠负载水滑石插层材料。并将制得的材料进行扫描电镜和BET比表面积分析。然后将制得的水滑石对对氯苯酚进行吸附，对其吸附动力学、吸附等温线和吸附再生性进行研究。

关键词：对氯酚；MgAl/ST/GO/水滑石；石墨烯；吸附

Abstract

Processing environment refractory organics is the long-standing difficulties of environment-

al governance, chlorophenols is a typical refractory organics.It has a "three letter" harm, affecting normal life and survival of humans,animals and plants, as present, there are many ways to remove it, but  the main way is adsorption,  find efficient adsorbent is the key to remove chlorophenols.Hydrotalcite has a huge surface area and more dense hole, so it has a good adsorption capacity, it can be used as an adsorbent to remove difficult degradable organic matter in water.Thus, the idea to combine the two into a stronger adsorption effect of the adsorbent. This article was prepared by the Hummers method to graphene oxide, and then its load to obtain sodium graphene / tartaric acid load hydrotalcite intercalated hydrotalcite material by adding sodium tartrate as a structure-directing agent by hydrothermal method. And the obtained material SEM and BET surface area analysis. Then the obtained hydrotalcite chlorophenol adsorption, to study its adsorption kinetics, adsorption isotherm and adsorption reproducibility.

Key words: pchlorophenol;MgAl/ST/GO/LDHs;graphene; adsorption

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 环境中氯酚类化合物处理研究进展 1

1.1.1 氯酚类化合物的来源和危害 1

1.1.2 环境中氯酚类化合物的主要去除方法 1

1.2 水滑石材料的概述 4

1.2.1 水滑石材料的简介 4

1.2.3 水滑石的合成方法 7

1.2.4 水滑石材料的应用 8

1.3 石墨烯的概述 9

1.4 研究目的与意义 10

1.5 论文研究内容以及技术路线 10

第2章 实验材料和实验方法 12

2.1 实验试剂和仪器 12

2.1.1 实验试剂 12

2.1.2 实验仪器 12

2.2 实验方法 13

2.2.1 吸附剂表征方法 13

2.2.2 对氯苯酚的测定方法 14

2.2.3 吸附性的研究 14

第3章 镁铝水滑石及石墨烯负载镁铝水滑石的制备及吸附性研究 16

3.1 吸附材料的制备 16

3.1.1 氧化石墨烯的制备 16

3.1.2 MgAl-LDHs的制备 16

3.1.3 MgAl/ST/GO-LDHs的制备 17

3.2 对氯苯酚测定方法 17

3.3 吸附实验 18

3.3.1 吸附动力学 18

3.3.2 吸附等温线 18

3.3.3 吸附再生性 19

3.4 结果与讨论 19

3.4.1形貌分析 19

3.4.2 比表面积与孔径分布 20

3.4.3 吸附动力学研究 22

3.4.4 吸附等温性研究 23

3.4.5 吸附再生性 25

3.4.6 吸附机理 26

3.5 本章小结 26

第4章 结论 27

参考文献 28

致 谢 31

第1章 绪论

1.1 环境中氯酚类化合物处理研究进展

1.1.1 环境中氯酚类化合物的来源和危害

环境中难降解有机物的出里是一个持久的研究过程，氯酚类化合物就是典型之一。氯酚类来自工业、农业等多种生产实践的各个环节，在很长的时间内都被用于制取染料、药物、酒精的变性剂和石油化工等。还可用于镜检行业、药物制造工业、种植业促进作物生长剂等^[1-2]。由于废水氯化消毒事业的发展，目前消毒产生的氯也是一种重要的来源^[3]。

研究表明，氯酚类化合物对人类和动物具有“三致”（致畸、致癌和致突变）效应和遗传毒性，在环境中存在时间长，降解周期长，很难从环境中去除，严重影响人类和动植物的生存和发展。美国国家环保网和中国国家环保部都已将多种氯酚化合物列入优先控制有毒污染物^[4-5]。在我国污染物排放标准（GB8978-1996）对氯酚类化合物的排放作出了如下表1-1规定。根据对氯酚类化合物的调查研究，氯酚类化合物广泛存在于地下水、地表水和沉积物底部等^[6]。所以，含氯酚类物质的废水的去除在目前仍是我们研究的重要问题^[7]。

表1-1 氯酚类化合物的最高允许排放标准

1.1.2 环境中氯酚类化合物的主要去除方法

随着水处理技术的不断发展和人们对含氯酚类化合物危害的进一步认识，国内外相关领域对含氯酚废水的处理做了很多研究，探讨了多种降解和处理方法，主要有化学法、生物法和物理法。