蒙脫土柱撐氧化石墨烯的制備及對(duì)水中污染物的吸附性能.pdf

1、重金屬離子和染料是污水中兩類最典型的污染物，且大部分是共同存在于污水中，如何有效的去除這兩類污染物已成為研究的熱點(diǎn)。目前已有的處理方法有離子交換法、沉淀法、膜分離法、吸附法等，其中吸附法以吸附效率較高、二次污染低及操作過程簡易等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，但現(xiàn)有吸附材料的功能單一，一般只能去除某一類污染物，而對(duì)成分非常復(fù)雜的污水中的其它污染物無能為力。因此，本文利用蒙脫土(MMT)對(duì)重金屬離子良好的吸附性能、以及氧化石墨烯(GO)對(duì)有機(jī)物的高吸附

2、容量和優(yōu)異的吸附效率的特點(diǎn)，在水介質(zhì)中采用超聲法制備出了蒙脫土柱撐氧化石墨烯(GM)復(fù)合材料，同時(shí)對(duì)其組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并研究了其對(duì)水中污染物的吸附性能。
　　1、以MMT和GO為原料，在水介質(zhì)中采用超聲法將GO與MMT通過超聲波混合處理制備了GM復(fù)合材料，通過紅外光譜法（FTIR）、X射線衍射法（XRD）、掃描電鏡法（SEM）、原子力顯微鏡法（AFM）、透射電鏡法（TEM）和BET比表面積法表征了其結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：隨著GO

3、濃度的增加，即GM復(fù)合材料中GO的含量增加，GM復(fù)合材料的比表面積先增大后減少，當(dāng)GO與MMT以10％投料質(zhì)量比獲得的GM復(fù)合材料，其比表面積為973m2·g-1，明顯高于GO的612m2·g-1和MMT的245 m2·g-1。
　　2、研究了GM復(fù)合材料對(duì)水中亞甲基藍(lán)（MB）、亞甲基橙（MO）和Pb2+的單元吸附性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：GM復(fù)合材料對(duì)三種污染物的吸附效果均優(yōu)于GO和MMT的，10%投料質(zhì)量比的GM復(fù)合材料對(duì)三種污染物

4、的的最大吸附量分別為250，144.9和232.6 mg/g，三種吸附均符合Langmuir模型及準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，并在50min內(nèi)達(dá)到吸附平衡；對(duì)MB的吸附屬于吸熱反應(yīng)，而對(duì)MO和Pb2+的吸附屬于放熱反應(yīng)。
　　3、研究了GM復(fù)合材料對(duì)水中MB和Pb2+的二元吸附性能和吸附機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：MB存在對(duì)其吸附Pb2+具有協(xié)同作用，Pb2+存在對(duì)其吸附MB具有一定的競爭作用；其吸附機(jī)理是：Pb2+和MB在GM復(fù)合材料表面具有相同

5、的活性位點(diǎn)，但其表面總的吸附位點(diǎn)是一定的，當(dāng)Pb2+吸附在GM復(fù)合材料表面后就會(huì)阻礙MB的吸附；當(dāng)GM復(fù)合材料表面吸附MB后，導(dǎo)致的溶液表面負(fù)電荷增加更利于Pb2+的吸附，也可能是因?yàn)镚M復(fù)合材料表面吸附MB后產(chǎn)生更多的有機(jī)官能團(tuán)促進(jìn)了Pb2+的吸附。
　　4、研究了GM復(fù)合材料對(duì)水中MB和MO的二元吸附性能和吸附機(jī)理。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：MB和MO共存時(shí)，其對(duì)二者的吸附相互都具有協(xié)同作用，且在45min內(nèi)就達(dá)到了吸附平衡；其吸附機(jī)理是