氧化石墨烯基復(fù)合材料的制備及其去除水中重金屬離子的性能研究.pdf

1、氧化石墨是近年來關(guān)注度較高的碳材料之一。石墨經(jīng)氧化后，表層具有豐富的-COOH、-OH、-COH等含氧基團(tuán)，氧化石墨的層間距相較于石墨也大大增加，這為功能膜材料及氧化石墨復(fù)合材料的合成提供基礎(chǔ)。由于氧化石墨優(yōu)異的物化性能，在電、催化劑、環(huán)保等方面都得到了廣泛的應(yīng)用。在本論文中，采用修正的Hummers法，利用天然石墨的深層氧化，制備得到氧化石墨。單層的氧化石墨烯主要是通過氧化石墨超聲剝離后形成，將其分別用于合成GO-Al13、CoFe2

2、O4/GO、Fe/La-CTAB-GO復(fù)合材料，并采用XRD、FT-IR、SEM、TEM、BET表征手法對其進(jìn)行表征。最后將三種復(fù)合材料各自應(yīng)用于去除溶液中的Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)，并采用原子吸收分光光度計(jì)（AAS）測定其吸附效果。
　　(1)GO-Al13復(fù)合材料層間距相比于石墨和氧化石墨都有較大增加，穩(wěn)定性也較好，可循環(huán)利用多次。首先對GO-Al13表征，再將其應(yīng)用于溶液中Cd(Ⅱ)的去除。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：氧化石墨與

3、天然石墨相比層間距增加，表面極性基團(tuán)大量出現(xiàn)。復(fù)合材料在去除水中Cd(Ⅱ)離子的效果也較好，60min內(nèi)即可達(dá)到吸附平衡狀態(tài)。當(dāng)聚合羥基鋁溶液的堿化度為2.4，最佳pH值為6.0時(shí)，將10mg吸附劑加入到溶液中，吸附率可高達(dá)99％。整個(gè)吸附去除過程符合準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)方程和朗格繆爾吸附等溫方程。
　　(2)CoFe2O4/GO復(fù)合材料對Pb(Ⅱ)離子吸附的主要機(jī)制可能為靜電相互作用。對CoFe2O4/GO進(jìn)行表征并將其應(yīng)用于Pb(Ⅱ)

4、離子的吸附中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)Pb(Ⅱ)離子初始濃度為20mg/L，溶液pH值為6.0，吸附時(shí)間在120min時(shí)，效果即可達(dá)到最優(yōu)，可以達(dá)到99.2%，整個(gè)吸附重金屬離子的過程符合準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)方程以及朗格繆爾吸附等溫方程，且吸附進(jìn)程是自發(fā)并吸熱的過程。
　　(3)氧化石墨經(jīng) CTAB改性后，引入鐵、鑭離子合成Fe/La-CTAB-GO復(fù)合材料，將該復(fù)合材料應(yīng)用于水中Cu(Ⅱ)的去除。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)Cu(Ⅱ)離子初始濃度為10mg