【正文】 感謝我的家人和所有關(guān)心我的人。 南京林業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 致 謝 本論文是在王平老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。 按照本實驗的最佳比例制備的膨脹石墨對 100mL 濃度為 33mg/L 的苯酚溶液的最佳吸附時間為 1 個小時；中性偏堿且低溫的反應(yīng)環(huán)境更有利于對苯酚吸附；對 1O0mL 濃度為 100mg/L 的苯酚溶液的最佳吸附 pH 值為 7。在紫外線照射下，膨脹石墨的吸附平衡時間為5小時。因為先膨脹后負載的 TiO2/EG 的體積和層間距都變小， TiO2容易堵塞變小的孔隙，導(dǎo)致吸附能力降低，影響苯酚降解。 先膨脹后負載的 TiO2/EG 由于體積和表面積縮小， TiO2負載的不牢，減弱了對苯酚的吸附和降解效果；先負載后膨脹的 TiO2/EG 不僅保持了蓬松的狀態(tài)，比表面積沒有明顯變化，而且 TiO2負載牢固，使吸附和光催化降解反應(yīng)順利進行。由表可知， Ce/qe和 Ce 、 log qe和 Ce之間有較好的線性關(guān)系，且 Langmuir 等溫線擬合更符合膨脹石墨對苯酚的吸附。當溫度升高時，溶液中的苯酚分子的運動速度增加，從而不易被吸附在膨脹石墨表面，使得苯酚的吸附量降低。由此可得出：普通狀態(tài)下，膨脹石墨對苯酚吸附的最佳時間是 1 小時。 Freundlieh 得出經(jīng)驗等溫式 ： qe=KFCen (2) (2)式的線性關(guān)系為 ： logqe=109KF+nlogCe 式中 : qe 表示平衡吸附量 Ce 表示平衡濃度 KF、 n 分別為 Freundlich 吸附等溫線的常數(shù)和指數(shù) 南京林業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 TiO2/EG 對苯酚去除特性的研究 降解時間對苯酚去除效果的影響 在三組濃度為 100mg/L的 50mL苯酚模擬廢水中分別加入膨脹石墨 ,放于 254nm紫外燈下 25cm處分別攪拌 l、 8 小時 ,然后測其吸光度 ,計算去除量。 a 表 實驗用量 序號 1 2 3 4 5 6 7 8 苯酚溶液/mL 100 100 100 100 100 100 100 100 EG 的質(zhì)量 /g PH 3 4 5 6 7 8 9 10 南京林業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 環(huán)境溫度對苯酚吸附量的影響 將濃度為 30mg/L 的苯酚溶液分別取 100mL 置于 4 個錐形瓶中 ,再分別放入 膨脹石墨 ,中性條件下置于恒溫水浴箱中在 25℃ 、 40℃ 、 55℃ 、 65℃ 中分別震蕩 lh,觀察其吸附量。 TiO2 的負載順序不同的兩種 TiO2/EG 的膨脹體積有很大差別：先膨脹后負載的TiO2/EG 的膨脹體積小，只有 52mL/g,先負載后膨脹的 TiO2/EG 的膨脹體積較大，達到 124 mL/g，且外觀是 保持蓬松的蠕蟲狀態(tài)。而之所以這種方法制備的膨脹石墨相對密度比未負載 TiO2的膨脹石墨要大，其主要原因應(yīng)該是由于其中摻入了 TiO2的重量，導(dǎo)致其相對質(zhì)量在計算時偏大。 南京林業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 不同負載方法對膨脹體積的影響 按照 的方法分別制備兩種負載 TiO2的膨脹石墨，并且和未負載的膨脹石墨進行對比。步 驟同 ，記錄實驗數(shù)據(jù)。如果膨化時間過長，會導(dǎo)致膨脹石墨過分氧化，使產(chǎn)品質(zhì)量降低；如果膨化時間過短，會導(dǎo)致膨脹石墨不完全膨化，不能達到最大體積。 微波膨化時間對膨脹體積的影響 取膨脹石墨 10g，以鱗片石墨： HNO3： H3PO4： KMnO4質(zhì)量比 =1∶ ∶ ∶ 的比例制備膨脹石墨。 南京林業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 圖 濃硝酸用量對膨脹體積的影響 由圖 可得，當石墨∶硝酸質(zhì)量比 =1∶ 時，膨脹體積最大。 因此，根據(jù)實驗結(jié)果，最佳插層反應(yīng)溫度是 60℃。步驟同 ，記錄實驗數(shù)據(jù)。因為高錳酸鉀作為氧化劑，如果用量太少，碳原子不會被全部氧化，碳層間的化學鍵不會被充分破壞，使得碳層間空間沒有充分打開，插層物無法全部進入碳層間，導(dǎo)致膨脹體積?。蝗绻咤i酸鉀用量過多，會使石墨因過度氧化而斷裂，同樣會使膨脹體積變小，因此高錳酸鉀的用量也不能過高。 南京林業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 單因素實驗 高錳酸鉀用量對 膨脹體積的影響 取膨脹石墨 10g，濃磷酸 ，濃硝酸 ，高錳酸鉀分別取 、 、 、分別取編號 4。 表 因素與水平 水平 因素 A B C D E 濃硝 酸用量（ mL） 高錳酸鉀用量（ g） 插層反應(yīng)溫度（℃） 插層反應(yīng)時間（ min） 微波膨脹時間（ s） 1 30 30 120 2 45 40 140 3 5 60 50 160 4 6 75 60 180 不同負載方法對膨脹體積的影響 按鱗片石墨： HNO3： H3PO4： KMnO4質(zhì)量比 =1： ： ： 的比例制備可膨脹石墨，再按 的方法分別制備兩種負載了 TiO2的膨脹石墨，比較其膨脹體積。由除零管外的其他校準系列測得的吸光值減去零管的吸光度值 ,繪制吸光度對酚含量 (mg)的 曲線 圖 苯酚溶液標準曲線 由苯酚溶液標準曲線可得線性方程： y=；在測定的濃度范圍內(nèi) ，苯酚溶液濃度可通過標準曲線計算得到。 E=V/W 膨脹體積（ mL/g） =體積 /質(zhì)量 廢水中苯酚濃度的測定 配制 苯酚標準溶液 在一組 8 支 50mL 比色管中 ， ,分別加入 0、 、 、 、 、 、 、 濃度為 。得到負載 TiO2的膨脹石墨，表觀呈粒狀。 ②將 3ml 蒸餾水和 4ml 冰乙酸在攪拌的狀態(tài)下滴入 15ml 無水乙醇中，充分攪拌，制成 B液。 南京林業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 第二章 膨脹石墨的制備 實驗儀器 儀器名稱 儀器型號 生產(chǎn)廠家 電子分析天平 BS224S 北京賽多利斯儀器系統(tǒng) 有限公司 電熱恒溫水浴鍋 HH 2 國華電器有限公司 磁力加熱攪拌器 G8023CSPZ 佛山市格蘭仕微波爐電器有限公司 紫外可見分光光度計 TU1810 北京普析通用儀器有限公司 電熱恒溫鼓風干燥箱 DHG9123A 上海精宏實驗設(shè)備有限公司 紫外燈 256mn 佛山電器照明有限公司 馬弗爐 SX2410 上海實驗儀器廠有限公司 數(shù)顯 pH 計 上海雷磁創(chuàng)益儀器儀表有限公司 實驗試劑及材料 試劑 名稱 規(guī)格 生產(chǎn)廠家 乙醇 分析純 南京化學試劑有限 公司 冰乙酸 分析純 南京化學試劑有限公司 磷酸 分析純 南京化學試劑有限公司 硝酸 分析純 南京化學試劑有限公司 硫酸 分析純 南京化學試劑有限公司 高錳酸鉀 分析純 南京化學試劑有限公司 鹽酸 分析純 南京化學試劑有限公司 鈦酸正丁酯 分析純 上海凌峰化學試劑有限公司 南京林業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 材料 名稱 生產(chǎn)廠家 鱗片石墨 青島海達石墨公司 苯酚 國藥集團化學試劑有限公司 膨脹石墨的制備 采用化學氧化法制備膨脹石墨，以鱗片石墨作為原料，以濃硝酸和高錳酸鉀作為氧化劑，濃磷酸作為插層劑， 以一定比例倒入燒瓶中，恒溫水浴。 目前對于膨脹石墨的吸附研究以吸附油類物質(zhì)和燃料居多，吸附其他污染物的報道較少見。 （ 5）水熱合成法：由四氯化鈦先制得偏鈦酸，再在壓熱器中加溫加壓，水熱合成超微細TiO2。此法制得的 產(chǎn)品純度高，顆粒細，尺寸均勻，干燥后顆粒自身的燒結(jié)溫度較低。以鈦鹽溶液直接強迫水解是制備納米 TiO2最簡單的方法。具有優(yōu)異的光吸收和光電轉(zhuǎn)換特性 [48]。 （ 2）無毒性：可用在防曬化妝品和食品包裝材料上。銳鈦礦結(jié)構(gòu)中有四條共享邊。 南京林業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 TiO2 的晶型結(jié)構(gòu) 二氧化鈦在自然界低溫態(tài)有板鈦礦型、銳欽礦型和金紅石礦型三種晶體結(jié)構(gòu)。 操作管理要求條件高，不同體系可生化能力差異較大。 分解速度快，氧化能力強，凈化率高。 化學法 酚醛縮聚法 適用于樹脂廠、塑料廠等高濃度廢水處理。 操作技術(shù)要求高，液膜的穩(wěn)定性問題還未徹底解決。 應(yīng)用范圍廣，操作簡單，能耗低，凈化效率高，脫附率高，再生性能好。具體如下表： 表 苯酚處理工藝 分類 處理方法 使用范圍 優(yōu)點 缺點 物化法 溶劑萃取法 適用于高濃度含酚廢水的預(yù)處理及酚的回收。 [2629]苯酚作為一種常見的工業(yè)污染物，是一種原型質(zhì)毒物，對一切生命個體都有毒殺作用，具有極強的生物毒性；美國國家環(huán)保局 EPA 已將 11 種酚類化合物列入優(yōu)先監(jiān)測污染物。苯酚有腐蝕性，接觸后會使局部蛋白質(zhì)變性，其溶液沾到皮膚上可用酒精洗滌。 干擾毫米波技術(shù)；紅外隱身材料。 潤滑材料 良好的潤滑性，良好的極性吸附效應(yīng)和高溫掩蔽效應(yīng)。 南京林業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 性質(zhì) 具體應(yīng)用 高能電池材料 增強電極和電解液的導(dǎo)電性，抑制陽極溶解和變形。 將石墨和超聲溶劑放入一燒瓶內(nèi)進行超聲保持 60min，然后在 900℃的溫度下進行膨脹，雖然這種方法不同于化學氧化和其它方法， 但通過 X光和電子顯微鏡的觀察膨脹石墨微觀結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成。另一方面，因為石墨具有導(dǎo)電的特性，其內(nèi)部在微波作用下產(chǎn)生很強的渦電流，具有非常迅速和強烈的加熱效應(yīng)。 微波可以使物體在很短的時間內(nèi)達到高溫。利用掃描電鏡和拉曼 Raman光譜分析石墨蠕蟲表明 :由此方法生成的膨脹石墨具有納米碳管結(jié)構(gòu)。 激光具有最高的能量密集度，并且石墨激 光的吸收率可達 95%以上，這正好滿足了石墨膨化需要快速升溫的要求。為了防止插層物質(zhì)浸出，洗滌溫度應(yīng)該適當，楊永清 [1516]等認為可膨脹石墨的水洗溫度應(yīng)控制在 20℃以下時，水洗效果最好，水洗溫度過高會使得插層物分解；此外盡可能 減少洗滌次數(shù)，這就要求每次洗滌都充分，洗滌液排凈。 （ 5）氣相擴散法 氣相擴散法是將石墨和插層物分別置于真空密封管的兩 端，在插層物端加熱，利用兩端的溫差形成反應(yīng)壓差，使得插層物以小分子的狀態(tài)進入鱗片石墨層間，從而制得石墨層間化合物。 （ 4）爆炸法 爆炸法常用的膨化劑是 KClO Zn( NO3)2 （ 2）電化學法 電化學法的機理是可膨脹石墨在制備過程中存在電子授受。該方法的主要流程如下： 天然鱗片石墨﹢濃硫酸 可膨脹石墨 可膨脹石墨的兩個重要的產(chǎn)品指標分別是膨脹容積和含硫量。又因為同性電荷相排斥的原理，使石墨層的間距變大，插層劑更易進入石墨層間，其與碳正離子結(jié)合形成可膨脹石墨。其中最主要的是化學氧化法和電化學法，這兩種方法已經(jīng)在工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用。 cm2。 cm3，而制品密度為 ~ g 可壓縮性 經(jīng)壓延能制成板才，經(jīng)橫壓、滾壓等機械加工，可生產(chǎn)各種密封制品。所以在耐熱度、抗氧化方面比石棉、橡膠，更具有優(yōu)越性。另外膨脹石墨的化學穩(wěn)定性強，能耐高溫和低溫，防輻射性能強，耐腐蝕性能好，且無毒，不會對環(huán)境造成二次污染，是一種良好的處理廢水的吸附材料。石墨晶體結(jié)構(gòu)如圖 1。石墨的主要用來制造鉛筆芯和潤滑劑。 本實驗 研究了膨脹石墨對苯酚廢水的吸附作用，用新方法 和舊方法分別制備了負載二氧化鈦的膨脹石墨，用以對模擬廢水中苯酚的去除，并對比了兩種方法負載二氧化鈦的石墨對苯酚的降解效果，結(jié)果表明：膨脹石墨對苯酚的吸附符合 Langmuir 和 Freundlich 等溫線。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫 2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標準規(guī)范。本人授權(quán) 大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學位論文。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰 寫的成果作品。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。 涉密論文按學校規(guī)定處理。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文