改性石墨烯的吸附與催化性能.pdf

1、石墨烯(Gr)是一種集多種優(yōu)異特性于一身的新型碳基材料。為了充分發(fā)揮石墨烯的優(yōu)良性質(zhì)，并拓展其應(yīng)用范圍，本文在對石墨烯進(jìn)行功能化改性的基礎(chǔ)上，考察了其在重金屬銅離子吸附和催化劑載體中的應(yīng)用性能。
　　分別采用了三乙醇胺(TEA)和氨基離子液體(氯化1-氨丙基-3-甲基咪唑，NH2IL)對石墨烯進(jìn)行了功能化改性。紅外、紫外可見吸收光譜及XPS等分析結(jié)果表明，三乙醇胺功能化石墨烯(TEA-Gr)的三乙醇胺與石墨烯為共價鍵結(jié)合，其表面含

2、有大量的叔胺氮和羥基活性官能團(tuán)。氨基離子液體功能化石墨烯(NH2IL/Gr)通過咪唑環(huán)與石墨環(huán)之間的π-π非共價作用實(shí)現(xiàn)了石墨烯改性。
　　對于TEA-Gr，考察了對Cu2+的吸附性能。結(jié)果表明，TEA-Gr對Cu2+具有很強(qiáng)的吸附能力，能達(dá)到3500mg/g的高吸附量水平，且其吸附模型符合分段Freundlich模型。TEA-Gr擁有如此優(yōu)異的吸附性能，可能是由于TEA-Gr表面具有大量較強(qiáng)結(jié)合作用的叔胺和羥基，大大增加了Cu2

3、+吸附位點(diǎn)的結(jié)合力和數(shù)量。
　　對于NH2IL/Gr，將其作為載體涂層，考察了Gr/Pd/堇青石整體式催化劑的制備，并以苯乙烯和羧基苯甲醛(4-CBA)加氫反應(yīng)研究了催化性能。結(jié)果表明，NH2IL/Gr能牢固均勻的涂覆于堇青石表面，堇青石的耐酸性明顯提高（經(jīng)硝酸溶液浸泡8h，溶出的Al3+濃度僅為空白堇青石的43.2％）。同時，催化劑所負(fù)載的Pd粒子分散性好，粒徑均一，平均粒徑約為4nm。苯乙烯加氫反應(yīng)表明，增加NH2IL和石墨烯