新型吸附劑氨基修飾磁性氧化石墨烯的制備及吸附性能.pdf

1、針對(duì)重金屬離子和染料的排放造成水環(huán)境的嚴(yán)重污染，本文采用吸附技術(shù)對(duì)重金屬離子和染料進(jìn)行快速分離，凈化水體。并且制備一種改良后氧化石墨烯作為高效，易分離的吸附材料，以拓展吸附技術(shù)在水體凈化中的應(yīng)用。
　　本研究首先采用恒溫?cái)嚢璺▽⑷蚁┧陌?TETA)修飾到GO表面，后采用水熱法將磁性納米粒子鐵酸鈷(CoFe2O4)負(fù)載到GO片層上，成功制得便于分離的新型吸附材料——磁性三乙烯四胺氧化石墨烯(MTGO)。傅里葉紅外變換(FTIR)和

2、X-射線光電子能譜(XPS)結(jié)果表明GO通過化學(xué)鍵與TETA連結(jié)增加了吸附位點(diǎn)。掃電子顯微鏡(SEM)，透射電子顯微鏡(TEM)和X-射線衍射(XRD)表征了MTGO的層狀褶皺結(jié)構(gòu)，同時(shí)證明了磁性鐵酸鈷納米顆粒被成功引入,均勻分布于GO片層上。
　　MTGO達(dá)到最佳吸附和磁性分離效果的組分(TETA，CoFe2O4和GO)比例被確定。應(yīng)用該比例的復(fù)合吸附劑MTGO在重金屬離子Cr(Ⅵ)、Cu(Ⅱ)以及離子型染料分子酒石黃(TY)、

3、亞甲基藍(lán)(MB)的吸附中表現(xiàn)出比GO更高效的吸附性能并能多次循環(huán)使用。
　　對(duì)于Cr(Ⅵ)當(dāng)吸附條件pH為2.0，初始濃度為200 mg·L-1，吸附時(shí)間為2 h時(shí)，達(dá)到Cr(Ⅵ)吸附平衡；吸附循環(huán)5次后吸附量穩(wěn)定在134.56 mg·g-1。對(duì)于Cu(Ⅱ)，當(dāng)pH=4.0，初始濃度為100 mg·L-1，吸附時(shí)間為2 h，達(dá)到Cu(Ⅱ)吸附平衡；吸附循環(huán)3次后吸附量穩(wěn)定在201.46 mg·g-1；吸附Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)過程

4、均符合擬二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和Langmuir吸附等溫模型的描述，升高溫度有利于吸附反應(yīng)進(jìn)行。由Langmuir吸附等溫模型擬合結(jié)果可知Cr(Ⅵ)的飽和吸附量為183.82 mg·g-1，Cu(Ⅱ)的飽和吸附量為245.09 mg·g-1。
　　對(duì)于重金屬離子的吸附機(jī)理被推測(cè)為：MTGO主要通過靜電引力對(duì)Cr(Ⅵ)進(jìn)行吸附，在較低pH下MTGO可將吸附的Cr(Ⅵ)部分還原為Cr(Ⅲ)；MTGO主要通過螯合作用對(duì)Cu(Ⅱ)進(jìn)行吸附。

5、>　　另一方面對(duì)于染料分子TY，當(dāng)pH=1.0時(shí)MTGO對(duì)TY的吸附效果較好，當(dāng)初始濃度為200 mg·L-1，吸附時(shí)間為2.5 h時(shí)達(dá)到TY吸附平衡；對(duì)于MB，當(dāng)pH=12.0時(shí)MTGO的吸附效果較好，初始濃度為200 mg·L-1，吸附時(shí)間為5 h達(dá)到 MB吸附平衡；循環(huán)再生5次后TY和MB的吸附量分別穩(wěn)定在118.65 mg·g-1和111.76 mg·g-1；TY和MB的吸附過程均符合擬二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和Langmuir吸附等溫模