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贝类蒸煮液中重金属残留量很大,不利于对水产品加工副产物的综合利用。现有的吸附材料存在选择性较差、吸附容量较小、脱除时间较长等问题,因此,十分有必要寻找新的吸附材料,实现对蒸煮液中重金属的高选择性、大容量、快速脱除。石墨烯泡沫(graphene foam,GF)是由片状氧化石墨烯(graphene oxide,GO)组装而成的独特三维多孔材料,具有极高的孔隙率和比表面积,在重金属脱除方面有广阔的应用前景。然而,传统的GF由于其疏水相互作用和六元芳香环的存在,表现出疏水或超疏水性质,限制了其实际应用。本论文以GO为基底,选择合适的掺杂源,分别制备巯基功能化三维石墨烯泡沫(thiol-functionalized graphene foam,SGF)、氨基功能化三维石墨烯泡沫(amino-functionalized graphene foam,NGF),结合表征手段考察其形貌及结构,利用原子吸收分光光度法(atomic absorption spectrophotometry,AAS)、吸附动力学和吸附等温模型详细研究了功能化GF对重金属离子的吸附过程。最后,将SGF、NGF分别应用于贝类蒸煮液中重金属离子的脱除,并分析其对蒸煮液中营养成分的影响。本文旨在促进水产品副产物的综合利用,为水产品加工过程中重金属的脱除提供新的思路。论文主要分为以下四个部分:一、简要介绍了食品中重金属离子脱除方法的研究进展;综述了GF的研究概况、制备方法,以及在传感、催化、脱除重金属污染物和环境修复等领域的应用。二、制备了SGF,实现对溶液中Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的大容量、快速吸附。实验以GO为原料,以巯基为目标官能团,通过水热法合成了三聚硫氰酸(trithiocyanuric acid,TMT)接枝的SGF,利用扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)、傅里叶变换红外光谱(fourier transformed infrared spectroscopy,FT-IR)、X射线衍射(x-ray diffraction,XRD)、热重分析(thermogravimetric analysis,TGA)、拉曼光谱(Raman spectra)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)及全自动比表面积及孔隙度分析(brunner emmet teller,BET)手段对SGF的官能团、结构等进行表征,并对其吸附溶液中的Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)性能进行研究。实验结果显示,SGF质量极轻,含有大量的孔隙结构以及丰富的巯基、羟基官能团,在p H=5,吸附平衡时间为60 min的脱除条件下,SGF对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的最大吸附量分别为287.69、143.88、98.11 mg/g,吸附过程遵循拟二级动力学模型,为化学吸附控速过程;吸附行为符合Langmuir等温吸附模型,表明重金属离子在SGF表面为单分子层吸附。三、制备了NGF,研究其对溶液中Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的吸附。以可生物降解、绿色无毒的γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid,γ-PGA)为氮源,通过水热法在GO表面接枝氨基合成NGF,利用SEM、FT-IR、XRD、TGA、Raman、XPS及BET技术对其结构进行表征,考察NGF对溶液中Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的吸附性能,并利用吸附动力学和吸附等温模型分析其吸附原理。结果显示,NGF含有大量的蜂窝状孔洞结构以及丰富的官能团。p H=6时,NGF对三种重金属尤其是Pb(Ⅱ),表现出较高的吸附量(338.67 mg/g),30 min即可达到吸附平衡,对Cd(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的最大吸附量分别为197.28、113.31 mg/g,NGF的吸附行为符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。四、将SGF、NGF用于贝类蒸煮液中Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的脱除,并与商品化螯合树脂D401的脱除效果进行比较。实验结果表明,三种材料对贝类蒸煮液中Pb(Ⅱ)的脱除效果最好(NGF(85.28%)>SGF(78.81%)>D401(76.53%)),Cd(Ⅱ)次之(NGF(66.09%)>SGF(56.97%)>D401(56.33%)),最后是Cr(Ⅵ)(NGF(42.76%)>SGF(38.01%)>D401(23.67%))。此外,三种材料对于贝类蒸煮液中主要营养物质的保存率均高于70%,其中NGF对贝类蒸煮液中营养物质的影响最小。实验分析了SGF、NGF脱除贝类蒸煮液中重金属离子性能的差异性,结果表明,两种材料中的特定官能团均能与重金属离子稳定结合,虽然S原子与金属离子的配位键更为稳定些,但SGF的亲水性弱于NGF,在两种因素的综合作用下,NGF对贝类蒸煮液中重金属的脱除效果好于SGF。