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由于工业化进程的加快,大量工业废水的不合理排放对水环境造成了巨大危害,水体中重金属(如铬)的污染更是严重影响动植物及人类的健康。本论文针对水体中Cr(Ⅵ)离子的去除分别采用层层自组装法和一步法制备了锌铝水滑石/氧化石墨烯(ZnAl-LDHs/GO)纳米复合材料。并对合成的纳米复合材料进行了表征,系统性研究了用不同方法制备的ZnAl-LDHs/GO纳米复合材料对水体中Cr(Ⅵ)离子的去除效果以及吸附机理。本文分别采用改良的Hummers法和尿素法制备氧化石墨烯(GO)和锌铝水滑石(ZnAl-LDHs)。通过XRD、FT-IR和TEM等表征表明,成功制备出了褶皱状的GO和正六边形的ZnAl-LDHs。并探讨了不同的制备条件对类水滑石吸附性能的影响,最优制备条件为Zn/Al摩尔比为2:1,合成温度为105 ℃,晶化温度为95 ℃,晶化时间为24 h,此时,ZnAl-LDHs对的Cr(Ⅵ)离子最大吸附容量为 34.27 mg/g。通过层层自组装(layer-by-layer self-assembly,LBL)的方法合成了锌铝水滑石/氧化石墨烯(LDHs/GO-LBL)纳米复合材料。采用FT-IR、TEM、XRD等技术对所制得的LDHs/GO-LBL纳米复合材料进行表征分析,发现LDHs/GO-LBL微观形貌是纱状的GO和无定形片状的ZnAl-LDHs相互交替插层在一起。探索了 ZnAl-LDHs的剥离时间、溶液初始pH和Cr(Ⅵ)初始浓度对水体中Cr(Ⅵ)离子去除效果的影响。结果表明,LDHs/GO-LBL纳米复合材料对水体中Cr(Ⅵ)离子的最大去除率为94.13%。对吸附过程的动力学和等温线进行研究,发现LDHs/GO-LBL纳米复合材料对Cr(Ⅵ)离子的吸附过程符合准二级动力学模型,吸附等温线更符合Freundlich模型。采用一步法(one-pot method,OPM)合成了锌铝水滑石/氧化石墨烯(LDHs/GO-OPM)纳米复合材料。通过FT-IR、TEM、XRD、Raman等表征发现,LDHs/GO-OPM的微观结构是两种带相反电荷的纳米片层层交替的堆叠在一起。将LDHs/GO-OPM纳米复合材料应用于水体中Cr(Ⅵ)离子的去除,考察了GO含量、Cr(Ⅵ)初始浓度、反应温度以及初始pH对水体中Cr(Ⅵ)离子去除效果的影响,结果表明在温度为室温,GO质量分数为6%,Cr(Ⅵ)的初始浓度为50mg/L,溶液初始pH为3,投加量仅为1.0g/L的优化条件下,LDHs/GO-OPM纳米复合材料对Cr(Ⅵ)离子的吸附量高达48.56 mg/g。还考察了溶液中共存物对吸附效果的影响,结果表明LDHs/GO-OPM纳米复合材料对Cr(Ⅵ)离子的去除过程受其它共存物质影响较小,仅有个别的阴离子会抑制Cr(Ⅵ)的去除。此外,还对去除反应过程的动力学、热力学和反应机理进行了研究,该过程更符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Freundlich模型;结合FT-IR和XPS表征推断的吸附机理为Cr(Ⅵ)离子与吸附剂表面官能团之间产生络合作用和化学吸附,以及层间阴离子的交换,并且LDHs/GO-OPM纳米复合材料中各组分对Cr(Ⅵ)离子吸附具有协同作用。