陽(yáng)離子聚電解質(zhì)、鈷鐵氧磁體雙功能化石墨烯用于六價(jià)鉻Cr(Ⅵ)的吸附脫除.pdf

1、六價(jià)鉻Cr(Ⅵ)具有高毒性并且極易溶于水。一旦富含Cr(Ⅵ)的廢水進(jìn)入自然水體中，將對(duì)動(dòng)植物甚至人類(lèi)健康產(chǎn)生極大的威脅。鑒于六價(jià)鉻Cr(Ⅵ)的高毒性以及高水溶性，必須在廢水排入水體和土壤之前將其去除。處理六價(jià)鉻最常用方法有化學(xué)還原/沉淀、離子交換、膜分離、吸附等，其中吸附脫除是一種操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)有效的方法。目前Cr(Ⅵ)的吸附脫除的研究主要集中在對(duì)高效的新型吸附的開(kāi)發(fā)和研究上。
　　 石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道構(gòu)成，呈

2、蜂巢結(jié)構(gòu)的六邊型晶格平面薄膜，是一種只有單個(gè)碳原子厚度的新型二維材料。已經(jīng)展現(xiàn)出其在水污染處理的應(yīng)用前景。本課題通過(guò)引入聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)到石墨烯(RGO)表面，改善RGO的水溶性;接著用水熱法將磁性CoFe2O4納米顆粒分散到RGO片層上，賦予該材料磁性分離功能，進(jìn)而首次成功制備了雙功能化的RGO-PDDA-CoFe2O4復(fù)合材料用于六價(jià)鉻Cr(Ⅵ)的吸附脫除。
　　 本文所制備RGO-PDDA-CoFe2O4

3、復(fù)合材料保持了石墨烯的二維(2D)片層結(jié)構(gòu)，PDDA的功能化和CoFe2O4納米顆粒與RGO的復(fù)合沒(méi)有破壞RGO的2D結(jié)構(gòu);PDDA和CoFe2O4的引入沒(méi)有帶進(jìn)其他的雜質(zhì);CoFe2O4納米顆粒是以六方尖斜晶的晶體形式分散在RGO表面，實(shí)現(xiàn)CoFe2O4的磁性功能化。
　　 該材料對(duì)Cr(Ⅵ)的飽和吸附量達(dá)到265.5 mg/g，相比RGO-CoFe2O4;吸附量提高了24.8％;同時(shí)也高于其他文獻(xiàn)報(bào)道的一些納米材料對(duì)Cr(Ⅵ

4、)的吸附量。另外，吸附到材料上的Cr(Ⅵ)有69.7％被還原為毒性和水溶性更小的Cr(Ⅲ); RGO-PDDA-CoFe2O4在酸性條件下對(duì)Cr(Ⅵ)吸附量明顯高于堿性條件下的吸附量，對(duì)Cr(Ⅵ)吸附的最佳pH值為2;升高吸附系統(tǒng)的溫度有利于RGO-PDDA-CoFe2O4對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附;Cr(Ⅵ)的吸附機(jī)理包含了對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附和還原。此外，動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該材料對(duì)六價(jià)鉻的吸附服從準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)特性。
　　 鑒于RG