碳纳米管作为富勒烯家族的一名新成员,自从1991年被发现以来,便受到了人们的广泛关注,同时碳纳米管因其独特的物理和化学特性而成为纳米研究领域的一个新热点。近年来,随着碳纳米管的批量制备,它在储氢材料、量子纳米线、超级吸附剂、催化剂载体、和化学传感器等众多领域中的应用日益广泛。本文主要在以下几个方面进行了研究: 1.碳纳米管对水溶液中不同取代酚的吸附研究 主要研究了碳纳米管对苯酚、对甲酚、对甲氧基苯酚和对硝基苯酚的吸附。考察了初始浓度、温度等因素对吸附的影响,测定了不同温度下的吸附等温线,并采用Freundlich和Langmuir方程对等温线数据进行拟合,同时计算了吸附热力学函数△H~0、△G~0及△S~0,考察了吸附过程的热力学特性。结果表明,四种酚类物质在碳纳米管上的吸附量顺序为:对硝基苯酚>对甲氧基苯酚>对甲酚>苯酚,并且每种物质的吸附量均随其初始浓度的增加而增加,温度对各种物质的吸附影响并不大;热力学计算表明四种物质的吸附具有物理吸附特征,均为自由能驱动的吸附过程。并探讨了可能的吸附机理。 2.碳纳米管对苯酚和α-萘酚的吸附研究 研究了20℃时碳纳米管对苯酚和α-萘酚的吸附,测定了不同浓度下碳纳米管对它们的吸附量,并采用Langmuir方程进行拟合,根据~1H质子宽线氢谱和热重分析对吸附结果进行了探讨。结果表明:碳纳米管对α-萘酚的吸附能力较对苯酚的吸附能力强,碳纳米管与α-萘酚之间存在较强的π-π共轭作用,而与苯酚之间的π-π共轭作用较弱。 3.酚类物质的竞争吸附研究 建立了偏最小二乘法(PLS)的光度分析方法,同时测定水溶液中苯酚、对甲氧基苯酚和α-萘酚三种组分,并将此方法用于研究碳纳米管对苯酚、对甲氧基苯酚和α-萘酚在水溶液中的竞争吸附。结果表明:合成样本的回收率在96%～107.6%之间,结果比较令人满意。采用PLS法计算三种酚类物质吸附后的平衡浓度和吸附量,其结果与采用LCA(Langmuir Competitive Adsorption)模型预测的结果较为接近。