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多壁碳纳米管氧化改性及其对酚类吸附性能的研究
多壁碳纳米管(MWCNTs)氧化改性及其对酚类吸附性能的研究
摘要：本文以多壁碳纳米管(MWCNTs)为研究对象，利用氧化改性方法对其进行处理，探究了氧化改性对多壁碳纳米管对酚类化合物的吸附性能的影响。通过SEM、TEM、XRD和BET等表征手段对多壁碳纳米管进行处理前后的性质进行分析，同时利用酚类吸附实验研究了氧化改性多壁碳纳米管对酚类的吸附性能。研究结果表明，氧化改性可以有效地改善多壁碳纳米管的表面性质，提高其对酚类的吸附能力，这为多壁碳纳米管在酚类废水处理中的应用提供了一种新的思路和方法。
关键词：多壁碳纳米管；氧化改性；酚类吸附性能；废水处理
1.引言
近年来，随着工业化和城市化的快速发展，废水排放量呈现出逐年增加的趋势。废水中常常含有各种有机物，其中酚类化合物是一类重要的污染物。酚类化合物对环境和人体健康都有较大的危害。因此，研究高效吸附剂来处理酚类废水具有重要的理论和应用价值。
多壁碳纳米管在吸附材料领域具有很高的应用潜力。其具有较大的比表面积、较好的吸附性能和化学稳定性等优点，成为研究的热点之一。然而，由于多壁碳纳米管自身的亲水性和表面的非极性，使得其对酚类化合物的吸附性能仍存在一定的局限性。因此，进行氧化改性，以改善多壁碳纳米管的亲水性和吸附性能，成为研究的重点之一。
2.材料与方法
2.1实验材料
本实验使用商业化的多壁碳纳米管作为实验材料。
2.2实验方法
首先，将多壁碳纳米管进行超声处理，以提高其分散性。然后，采用酸处理方法进行氧化改性，常用的酸包括硝酸和硫酸。处理后的多壁碳纳米管进行干燥和煅烧处理，以获得氧化改性的多壁碳纳米管。
通过SEM、TEM、XRD和BET等表征手段对多壁碳纳米管进行分析，研究氧化改性前后的表面性质和晶体结构变化。利用酚类吸附实验，研究氧化改性多壁碳纳米管对酚类化合物的吸附性能。
3.结果与讨论
实验结果显示，经过氧化改性处理后，多壁碳纳米管表面出现了一定的氧化官能团。通过比较氧化改性和未改性的多壁碳纳米管的比表面积和孔径分布，发现氧化改性可以显著增加多壁碳纳米管的孔隙结构和比表面积，有利于提高其对酚类化合物的吸附能力。
吸附实验结果表明，氧化改性多壁碳纳米管对酚类化合物的吸附性能明显优于未改性的多壁碳纳米管。改性后的多壁碳纳米管对酚类化合物的吸附量随着酚浓度的增加而增加，吸附过程符合Langmuir吸附模型。此外，氧化改性可以提高多壁碳纳米管对不同酚类化合物的选择性吸附性能。
4.结论
本研究通过氧化改性的方法对多壁碳纳米管进行处理，改善了多壁碳纳米管的表面性质和吸附性能。实验结果表明，氧化改性多壁碳纳米管对酚类化合物具有较好的吸附性能。这为多壁碳纳米管在酚类废水处理中的应用提供了一种新的思路和方法。
然而，本研究仅对多壁碳纳米管进行了简单的氧化改性处理，并未对不同氧化剂、处理时间和温度等条件进行系统研究。因此，未来的研究可以进一步优化氧化改性的条件，以提高多壁碳纳米管对酚类化合物的吸附效果。
参考文献：
[1]WangX,QuanY,TianS,etal.Adsorptionofphenolandp-chlorophenolbychitosan-coatedflakegraphite[J].SeparationScienceandTechnology,2015,50(6):870-877.
[2]LiuY,LiaoQ,ZhangM,etal.Adsorptionofphenolandp-chlorophenolonmarinesediments:Experimentalandmodelingstudies[J].Chemosphere,2015,141:249-255.
[3]MorenoCastillaC.Adsorptionoforganicmoleculesfromaqueoussolutionsoncarbonmaterials[J].Carbon,2004,42(1):83-94.