摘要
工业及城市污水对自然环境和人类健康造成了严重的威胁，处理废水中的污染物是解决水污染问题的重要内容。天然生物类吸附剂由于其吸附效果优异、价格低廉、可循环使用且不会造成二次污染等优点被广泛使用在工业废水的处理中。壳聚糖（CS）是一种天然多糖，具有可再生、可生物降解、产量大等优点，对特定染料及重金属离子有优异的吸附效果，在水处理领域有着广阔的应用前景。本课题以提高CS的吸附性能和力学性能为目标，采用纤维素纳米晶（CNC）、氧化石墨烯（GO）和胺基改性氧化石墨烯（n-GO）为纳米杂化组分，通过流延成膜法制备了CS基吸附膜，采用FTIR、XPS、SEM、TG、力学性能测试、水接触角测试、吸附性能测试等手段，对CS基吸附膜的分子间相互作用、结构形貌、力学性能、亲水性能和吸附性能等进行了系统研究。 研究发现，CNC在CS/CNC杂化膜中均匀分散，当CNC含量为10%时，杂化膜的亲水性和力学性能最优，在吸附时间为3h、溶液pH为4、甲基橙初始浓度为5mg/L、吸附剂质量为70mg时，CS/CNC杂化膜对甲基橙具有最佳吸附效果，吸附量为9.76mg/g，去除率为88.1%，该吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型。GO能显著改善CS/GO杂化膜的力学性能和亲水性能，提高杂化膜对亚甲基蓝（MB）、苋菜红（NR）、Cu2+的吸附能力，并在GO含量为1.0%时效果最佳，对MB、NR、Cu2+的去除率分别为78.7%、80.6%、82.5%。使用乙二胺（EDA）对GO进行胺基化改性，在n(GO):n(EDA)=1:8、吸附时间为12h、溶液pH为4、初始浓度为50mg/L、吸附剂质量为100mg时，CS/n-GO杂化膜对Cu2+吸附效果最佳，吸附量为34.8mg/g，去除率为92.5%，吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型，且经过5次吸附-解吸附实验后，CS/n-GO杂化膜对Cu2+的吸附率仍高达73.0%，具有良好的重复使用性。
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