石墨烯-鎂鋁雙金屬氧化物納米復合材料的開發(fā)及對水中鉻離子去除性能研究.pdf

1、本文采用尿素輔助一步水熱法制備了石墨烯/鎂鋁層狀雙金屬氫氧化物(G-MgAl-LDHs)納米復合材料，氮氣保護高溫煅燒后得其煅燒產(chǎn)物石墨烯/鎂鋁雙金屬氧化物(G-MgAl-LDO)納米復合材料。并進行了X-射線衍射(XRD)、X-射線光電子能譜(XPS)、掃描電子顯微鏡(SEM)、高倍透射電子顯微鏡(HRTEM)和能量色散X-射線光譜(EDX)等微觀結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明:成功制備出G-MgAl-LDHs納米復合材料，形成了層狀雙金屬氫氧化

2、物(LDHs)納米片與石墨烯薄片一層一層交叉分布(layer-by-layer)的結(jié)構(gòu);水熱過程中，尿素不僅能提供堿性環(huán)境，而且能有效還原氧化石墨烯(GO)。煅燒后的產(chǎn)物G-MgAl-LDO納米復合材料的層狀結(jié)構(gòu)被破壞，而吸附Cr(Ⅵ)離子后由于LDHs結(jié)構(gòu)記憶效應可以部分恢復層狀結(jié)構(gòu)。
　　研究了煅燒產(chǎn)物G-MgAl-LDO納米復合材料對水體中Cr(Ⅵ)離子的吸附性能，并考查了Mg/Al、煅燒溫度、溶液PH值和Cr(Ⅵ)離子初始

3、濃度等因素對吸附效果的影響。結(jié)果表明:在Mg/Al為2，煅燒溫度為500℃，溶液pH為2.00且Cr(Ⅵ)離子初始濃度為250mg/L的優(yōu)化條件下，G-MgAl-LDO納米復合材料對Cr(Ⅵ)離子吸附量高達172.55mg/g且用量僅為1.0g/L，是目前已知報道中對水體中Cr(Ⅵ)離子單位吸附量最大材料。
　　吸附熱力學和動力學研究結(jié)果表明:G-MgAl-LDO納米復合材料對Cr(Ⅵ)離子的吸附更符合Freundlich等溫方程

4、式和擬二級動力學方程;在293.13K～313.15K溫度范圍內(nèi)，△G0在-4.17～-5.64KJ/mol之間，表明G-MgAl-LDO納米復合材料對Cr(Ⅵ)離子吸附是自發(fā)過程;Cr(Ⅵ)離子在G-MgAl-LDO納米復合材料上的吸附焓變△H0為+16.94KJ/mol，是吸熱過程，因此隨著吸附溫度的升高，吸附量逐漸增大;G-MgAl-LDO納米復合材料吸附鉻(Ⅵ)離子的熵變?yōu)?71.58 J/(mol·K)，是熵增過程。G-MgA