石墨烯基復(fù)合介孔材料的制備及其對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附性能研究.pdf

1、隨著染料污染問題的日趨嚴(yán)重，開展污染治理工作顯得尤為迫切。吸附法具有吸附效果好、操作簡(jiǎn)便和適用范圍廣等特點(diǎn)，在實(shí)際治理過程中得到廣泛的應(yīng)用。具有單原子厚度的石墨烯擁有較大的比表面積（～2600m2·g-1），且表面擁有豐富的有機(jī)官能團(tuán)，使其具有吸附容量大、吸附效率高等優(yōu)點(diǎn)，在吸附領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。但是，石墨烯易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象和氧化石墨烯難以與溶液分離，這大大限制了石墨烯作為吸附劑在染料污染治理方面的應(yīng)用。
　　制備石墨烯

2、基復(fù)合介孔材料是解決上述兩個(gè)問題的有效方法。本文采用軟模板法合成納米介孔二氧化硅/石墨烯復(fù)合材料，納米介孔二氧化硅的引入阻礙了石墨烯層與層之間的團(tuán)聚，從而大大提高了石墨烯對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附速率。利用酰胺的形成，采用化學(xué)法合成SBA-15/氧化石墨烯復(fù)合材料，SBA-15的疏水性解決了氧化石墨烯難以與溶液分離的問題。本文的主要內(nèi)容包括以下兩個(gè)部分:
　　(1)制備納米介孔二氧化硅/石墨烯復(fù)合材料。以十六烷基三甲基溴化銨為模板劑，通過調(diào)

3、節(jié)合成體系的pH值，在石墨烯表面形成納米尺寸的介孔二氧化硅。由SEM和TEM圖可知，尺寸均一的介孔二氧化硅均勻地分布在石墨烯表面。將該復(fù)合材料應(yīng)用于亞甲基藍(lán)的吸附性能研究?？疾炝瞬煌琾H值、吸附時(shí)間、溫度和溶液濃度對(duì)復(fù)合材料吸附性能的影響。利用動(dòng)力學(xué)模型和等溫吸附模型對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，發(fā)現(xiàn)偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和Langmuir等溫吸附模型更符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果;熱力學(xué)分析確定了該復(fù)合材料對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附是一個(gè)吸熱的過程。與石墨烯相比，該復(fù)合材料對(duì)

4、亞甲基藍(lán)表現(xiàn)出更高的吸附速率。
　　(2)制備SBA-15/氧化石墨烯復(fù)合材料。對(duì)氧化石墨烯和SBA-15分別實(shí)現(xiàn)酰氯化和氨基功能化，利用氨基和酰氯形成酰胺的方法，將SBA-15成功負(fù)載到氧化石墨烯上。負(fù)載上SBA-15的氧化石墨烯能夠通過離心的方法從溶液中分離出來，從而解決了氧化石墨烯在染料污染治理中遇到的問題。將該復(fù)合材料應(yīng)用于亞甲基藍(lán)的吸附性能研究?？疾炝宋絼┯昧俊⑷芤簼舛群臀綍r(shí)間對(duì)復(fù)合材料吸附性能的影響。分別采用偽一級(jí)